解锁 3D 网络:Three.js 入门
Source: Dev.to
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Three.js 实际做的事
WebGL 是让浏览器渲染 3D 图形的底层技术。它功能强大,但极其底层。Three.js 在 WebGL 之上提供了结构化、对开发者友好的层,处理以下内容:
- 场景创建
- 相机系统
- 光照模型
- 材质和着色器
- 几何体生成
- 模型加载
- 动画系统
- 渲染管线
如果没有 Three.js,开发者需要手动管理着色器、缓冲区、矩阵以及 GPU 状态。Three.js 将这些细节抽象化,同时在需要时仍可完全访问底层的强大功能。
核心构建块
场景
一个容器,保存所有对象、灯光和相机。
const scene = new THREE.Scene();
相机
定义视点。最常用的是透视相机,它模拟人眼视野。
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(60, aspect, 0.1, 100);
渲染器
负责使用 WebGL 将场景绘制到屏幕上。
const renderer = new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true });
这三者构成了每个 Three.js 项目的骨干,从简单演示到大规模交互体验皆如此。
几何体、材质和网格
Three.js 使用模块化系统来定义对象:
- Geometry(几何体) 描述形状
- Material(材质) 描述外观
- Mesh(网格) 将二者组合成可渲染的对象
示例:
const geometry = new THREE.SphereGeometry(1, 32, 32);
const material = new THREE.MeshStandardMaterial({ color: 0x6699ff });
const sphere = new THREE.Mesh(geometry, material);
这种分离方式使开发者能够复用材质、交换几何体,或在不重写整个对象的情况下应用自定义着色器。
照明与真实感
Three.js 包含一个受真实世界物理启发的完整照明系统。它支持:
- 环境光
- 平行光
- 点光源
- 聚光灯
- 半球光
- 具有粗糙度和金属度的物理材质
const light = new THREE.DirectionalLight(0xffffff, 1);
light.position.set(2, 2, 2);
这些特性使得创建自然且动态的场景成为可能。
动画与运动
Three.js 包含一个动画系统,支持:
- 关键帧动画
- 形变目标
- 骨骼动画
- 程序化运动
- 自定义渲染循环
这使它适用于从细微的 UI 动作到完整的角色动画的所有场景。
模型加载
Three.js 支持多种 3D 格式,但推荐使用 glTF,它是面向网页的现代 3D 资产标准。
const loader = new THREE.GLTFLoader();
loader.load("model.glb", (gltf) => {
scene.add(gltf.scene);
});
开发者可以从 Blender、Maya、Cinema 4D 等 3D 工具中导入资产。
后期处理与特效
Three.js 包含一个可扩展的后期处理管线,支持:
- 泛光
- 景深
- 运动模糊
- 颜色分级
- 自定义着色器通道
这些效果使开发者能够直接在浏览器中创建电影级视觉效果。
Three.js 的应用场景
- 产品配置器
- 交互式博物馆展品
- 数据可视化
- 音乐可视化
- 科学模拟
- 作品集网站
- 艺术装置
- 教育工具
它的灵活性使其在技术和创意工作中都非常有用。
为什么 Three.js 很重要
Three.js 已经成为现代创意网页开发的基石,因为它:
- 让 WebGL 变得易于使用
- 鼓励实验与创新
- 能在各种框架中使用(React、Vue、Svelte、原生 JS)
- 拥有庞大的示例和插件生态系统
- 能从简单演示扩展到复杂应用
它赋予开发者构建生动、交互性强且富有表现力的体验的能力,而这些是传统网页设计无法实现的。
最后思考
Three.js 不仅仅是一个库;它是通往一种不同网页思维方式的门户。它将艺术、数学、物理和设计融合在一起,为开发者提供工具,创建可以在任何有浏览器的地方运行的沉浸式体验。
如果你想探索网络的创意一面,Three.js 是你可以学习的最强大的工具之一。