ThreeJS 几何体顶点position、法向量normal及uv坐标 | UV映射 - 法向量 - 包围盒

本文主要是介绍ThreeJS 几何体顶点position、法向量normal及uv坐标 | UV映射 - 法向量 - 包围盒,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

文章目录

  • 几何体的顶点position、法向量normal及uv坐标
    • UV映射
      • UV坐标系
      • UV坐标与顶点坐标
      • 设置UV坐标
        • 案例1:使用PlaneGeometry创建平面缓存几何体
        • 案例2:使用BufferGeometry创建平面缓存几何体
    • 法向量 - 顶点法向量光照计算
      • 案例1:不设置顶点法向量平面几何体与自带顶点法向量的平面几何体对比
      • 案例2:设置法向量
        • 方式1 computeVertexNormals方法
        • 方式2:自定义normal属性值
        • 引入顶点法向量辅助器VertexNormalsHelper
    • 几何体的移动、旋转和缩放
      • 移动几何体的顶点 bufferGeometry.translate
        • 几何体平移与物体平移
      • 几何体旋转与模型旋转(缩放同理)

几何体的顶点position、法向量normal及uv坐标

UV映射

UV映射是一种将二维纹理映射到三维模型表面的技术。
在这个过程中,3D模型上的每个顶点都会被赋予一个二维坐标(U, V)
这些坐标用于将纹理图像上的像素与模型表面上的点进行对应。

UV坐标系

U和V分别表示纹理坐标的水平和垂直方向,使用UV来表达纹理的坐标系。
UV坐标的取值范围是0~1,纹理贴图左下角对应的UV坐标是(0,0),右上角对应的坐标(1,1)。
在这里插入图片描述

UV坐标与顶点坐标

类型含义属性
UV坐标该顶点在纹理上的二维坐标(U, V)geometry.attributes.uv
顶点坐标3D/2D模型中每个顶点的空间坐标(x, y, z)geometry.attributes.position
  • 位置关系是一一对应的,每一个顶点位置对应一个纹理贴图的位置
  • 顶点位置用于确定模型在场景中的形状,而UV坐标用于确定纹理在模型上的分布。

设置UV坐标

案例1:使用PlaneGeometry创建平面缓存几何体
// 图片路径public/assets/panda.png
let uvTexture = new THREE.TextureLoader().load("/assets/panda.png");// 创建平面几何体
const planeGeometry = new THREE.PlaneGeometry(100, 100);
console.log("planeGeometry.attributes.position",planeGeometry.attributes.position.array);
console.log("planeGeometry.attributes.uv",planeGeometry.attributes.uv.array);
console.log("planeGeometry.index",planeGeometry.index.array);// 创建材质
const planeMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({map: uvTexture,
});
// 创建平面
const planeMesh = new THREE.Mesh(planeGeometry, planeMaterial);
// 添加到场景
scene.add(planeMesh);
planeMesh.position.x = -3;

在这里插入图片描述
贴图正确显示,查看positionuv发现设置贴图时已自动计算出uv坐标
在这里插入图片描述

案例2:使用BufferGeometry创建平面缓存几何体

1.使用BufferGeometry创建平面缓存几何体,通过map设置贴图。

let uvTexture = new THREE.TextureLoader().load("/assets/panda.png");
// 创建平面几何体
const geometry = new THREE.BufferGeometry();
// 使用索引绘制
const vertices = new Float32Array([-50, 50, 0, 50, 50, 0, -50, -50, 0,50, -50,0
]);
// 创建顶点属性
geometry.setAttribute("position", new THREE.BufferAttribute(vertices, 3));
// 创建索引
const indices = new Uint16Array([0, 2, 1, 2, 3, 1]);
// 创建索引属性
geometry.setIndex(new THREE.BufferAttribute(indices, 1));
// 创建材质
const material = new THREE.MeshBasicMaterial({map: uvTexture,
});
const plane = new THREE.Mesh(geometry, material);
scene.add(plane);
plane.position.x = 3;
console.log("geometry.attributes.position",geometry.attributes.position.array);
console.log("geometry.attributes.uv",geometry.attributes.uv);
console.log("geometry.index",geometry.index.array);

贴图并没有生效,通过打印发现BufferGeometry没有uv坐标,需要自定义uv坐标
在这里插入图片描述

2.根据纹理坐标将纹理贴图的对应位置裁剪映射到几何体的表面上


let uvTexture = new THREE.TextureLoader().load("/assets/panda.png");
const geometry = new THREE.BufferGeometry();
const vertices = new Float32Array([-50, 50, 0, 50, 50, 0, -50, -50, 0,50, -50,0
]);
geometry.setAttribute("position", new THREE.BufferAttribute(vertices, 3));
const indices= new Uint16Array([0, 2, 1, 2, 3, 1]);
geometry.setIndex(new THREE.BufferAttribute(indices, 1));
const material = new THREE.MeshBasicMaterial({map: uvTexture,
});
const plane = new THREE.Mesh(geometry, material);
scene.add(plane);
plane.position.x = 3;
const uv = new Float32Array([0,1,1,1,0,0,1,0
]);
geometry.attributes.uv = new THREE.BufferAttribute(uv, 2);

法向量 - 顶点法向量光照计算

太阳光照在一个物体表面,物体表面与光线夹角位置不同的区域明暗程度不同。

法向量 用于根据光线与物体表面入射角,计算得到反射角(光从哪个角度反射出去)。光照和法向量的夹角决定了平面反射出的光照强度。
在这里插入图片描述

在Threejs中表示物体的网格模型Mesh的曲面是由一个一个三角形构成,所以为了表示物体表面各个位置的法线方向,可以给几何体的每个顶点定义一个方向向量,通过属性geometry.attributes.normal设置。

一个三角面只会有一个法向量。一个顶点会属于不同的三角面,因此一个顶点会有多个法向量。红色短线表示顶点法向量,绿色短线表示面法向量

在这里插入图片描述

案例1:不设置顶点法向量平面几何体与自带顶点法向量的平面几何体对比

1.准备两个平面几何,使用同一个材质。一个使用已经设置了法向量的PlaneGeometry创建,另一个使用默认没设置法向量的BufferGeometry创建

// 没设置法向量的BufferGeometry
const bufferGeometry = new THREE.BufferGeometry();
const vertices = new Float32Array([-50, 50, 0, 50, 50, 0, -50, -50, 0,50, -50,0
]);
bufferGeometry.setAttribute("position", new THREE.BufferAttribute(vertices, 3));
const indices = new Uint16Array([0, 2, 1, 2, 3, 1]);
bufferGeometry.setIndex(new THREE.BufferAttribute(indices, 1));
const material = new THREE.MeshBasicMaterial({map: uvTexture,
});
const bufferPlane = new THREE.Mesh(bufferGeometry, material);
scene.add(bufferPlane);
bufferPlane.position.x = -100;
const uv = new Float32Array([0,1,1,1,0,0,1,0
]);
bufferGeometry.attributes.uv = new THREE.BufferAttribute(uv, 2);
// 自带法向量的PlaneGeometry
const planeGeometry = new THREE.PlaneGeometry(100, 100);
const planeMesh = new THREE.Mesh(planeGeometry, material);
scene.add(planeMesh);
planeMesh.position.x = 100;

2.给模型设置环境贴图后,可以将光反射的环境部分映射到模型上(类似镜子将人反射在镜子上面),法向量用于计算,光从哪里反射出去。

// 设置环境贴图
const loader = new THREE.TextureLoader();
loader.load("/assets/test.jpg",(envMap)=>{envMap.mapping = THREE.EquirectangularReflectionMapping;// 设置反射的方式material.envMap = envMap; // 设置环境贴图scene.background = envMap; // 将这幅图设置为环境(可选)
})

可以发现,没有法向量的平面几何体没有对光进行反射
在这里插入图片描述

案例2:设置法向量

方式1 computeVertexNormals方法

bufferGeometry.computeVertexNormals () 提供了计算顶点法向量的方法,所以只需要让BufferAttribute创建的平面几何体计算顶点法向量即可

const bufferGeometry = new THREE.BufferGeometry();
const vertices = new Float32Array([-50, 50, 0, 50, 50, 0, -50, -50, 0,50, -50,0
]);
bufferGeometry.setAttribute("position", new THREE.BufferAttribute(vertices, 3));
const indices = new Uint16Array([0, 2, 1, 2, 3, 1]);
bufferGeometry.setIndex(new THREE.BufferAttribute(indices, 1));
const material = new THREE.MeshBasicMaterial({map: uvTexture,
});
const bufferPlane = new THREE.Mesh(bufferGeometry, material);
scene.add(bufferPlane);
bufferPlane.position.x = -100;
const uv = new Float32Array([0,1,1,1,0,0,1,0
]);
bufferGeometry.attributes.uv = new THREE.BufferAttribute(uv, 2);
bufferGeometry.computeVertexNormals(); // 增加

在这里插入图片描述

方式2:自定义normal属性值

本来矩形由2个三角形组成,也就是6个顶点。但有些顶点重复,为了复用我们也设置了顶点索引。所以这里的法向量也按照顶点索引来设置。

// 顶点索引 [0, 2, 1, 2, 3, 1]const normals = new Float32Array([0, 0, 1,0, 0, 1,        0, 0, 1,0, 0, 1
])
bufferGeometry.setAttribute("normal", new THREE.BufferAttribute(normals, 3));
引入顶点法向量辅助器VertexNormalsHelper

语法:new VertexNormalsHelper( object : Object3D, size : Number, color : Hex, linewidth : Number )
object:要渲染顶点法线辅助的对象
size (可选的)箭头的长度,默认为 1
color 16进制颜色值. 默认为 0xff0000
linewidth (可选的) 箭头线段的宽度,默认为 1
继承链:Object3D → Line → VertexNormalsHelper

为了更方便调试,可以引入顶点法向量辅助器

import { VertexNormalsHelper } from 'three/addons/helpers/VertexNormalsHelper.js';// 这里的参数是模型,不是几何体
const vertexNormalsHelper= new VertexNormalsHelper(bufferPlane, 8.2, 0xff0000);
scene.add(vertexNormalsHelper);

在这里插入图片描述

几何体的移动、旋转和缩放

BufferGeometry重写了Object3D的同名方法,几何变换的本质是改变几何体的顶点数据

在这里插入图片描述

方法描述
bufferGeometry.scale ( x : Float, y : Float, z : Float )从几何体原始位置开始缩放几何体
bufferGeometry.translate ( x : Float, y : Float, z : Float )从几何体原始位置开始移动几何体,本质改变的是顶点坐标
bufferGeometry.rotateX/rotateY/rotateZ( radians : Float )沿着对象坐标系(局部空间)的主轴旋转几何体,参数是弧度

移动几何体的顶点 bufferGeometry.translate

这里需要区分移动几何体的顶点和移动物体,一般情况下选择移动物体,当顶点本身就偏离需要将几何体中心移动到原点时选择移动几何体(消除中心点偏移)。

几何体的变换由于直接将最终计算结果设置为顶点坐标,所以很难追逐到是否发生了变换。

-使用描述
移动几何体的顶点bufferGeometry.translate ( x : Float, y : Float, z : Float )改变几何体的 ,geometry.attributes.position属性
移动物体object3D.position : Vector3移动对象的局部位置
  • 任何一个模型的本地坐标(局部坐标)就是模型的.position属性。
  • 一个模型的世界坐标,模型自身.position和所有父对象.position累加的坐标。

案例

const bufferGeometry = new THREE.BufferGeometry();
const vertices = new Float32Array([-50, 50, 0, 50, 50, 0, -50, -50, 0,50, -50,0
]);
bufferGeometry.setAttribute("position", new THREE.BufferAttribute(vertices, 3));
const indices = new Uint16Array([0, 2, 1, 2, 3, 1]);
bufferGeometry.setIndex(new THREE.BufferAttribute(indices, 1));
const material = new THREE.MeshBasicMaterial();
const bufferPlane = new THREE.Mesh(bufferGeometry, material);
// 移动顶点
bufferGeometry.translate(50,0,0) 
scene.add(bufferPlane);
// 物体的局部坐标仍然在(0,0,0)  几何体的顶点坐标x轴都加了50
console.log(bufferPlane.position,bufferGeometry.attributes.position)

在这里插入图片描述

几何体平移与物体平移

几何体平移geometry.translate(50,0,0) 移动几何体
1.世界坐标没变化,还是(0,0,0)
2.本质是改变了顶点坐标
在这里插入图片描述

模型平移mesh.ttanslateX(50) 沿X轴移动50个单位
1.世界坐标变为(50,0,0)
2.对象坐标系(局部空间/几何对象坐标系)跟随,整体移动
在这里插入图片描述

几何体旋转与模型旋转(缩放同理)

-方法本质修改
几何体旋转bufferGeometry.rotateX( rad : Float)顶点坐标
物体旋转object3D…rotateX/.rotateY /.rotateZ ( rad : Float)rotation

几何体旋转

const bufferGeometry = new THREE.BufferGeometry();
const vertices = new Float32Array([-50, 50, 0, 50, 50, 0, -50, -50, 0,50, -50,0
]);
bufferGeometry.setAttribute("position", new THREE.BufferAttribute(vertices, 3));
const indices = new Uint16Array([0, 2, 1, 2, 3, 1]);
bufferGeometry.setIndex(new THREE.BufferAttribute(indices, 1));
const material = new THREE.MeshBasicMaterial();
const bufferPlane = new THREE.Mesh(bufferGeometry, material);
// 几何体旋转
bufferGeometry.rotateX(Math.PI / 2);
scene.add(bufferPlane);
console.log(bufferPlane.rotation,bufferGeometry.attributes.position)

在这里插入图片描述
物体旋转

const bufferGeometry = new THREE.BufferGeometry();
const vertices = new Float32Array([-50, 50, 0, 50, 50, 0, -50, -50, 0,50, -50,0
]);
bufferGeometry.setAttribute("position", new THREE.BufferAttribute(vertices, 3));
const indices = new Uint16Array([0, 2, 1, 2, 3, 1]);
bufferGeometry.setIndex(new THREE.BufferAttribute(indices, 1));
const material = new THREE.MeshBasicMaterial();
const bufferPlane = new THREE.Mesh(bufferGeometry, material);
// 物体旋转
bufferPlane.rotateX(Math.PI / 2) 
scene.add(bufferPlane);
console.log(bufferPlane.rotation,bufferGeometry.attributes.position)

在这里插入图片描述

这篇关于ThreeJS 几何体顶点position、法向量normal及uv坐标 | UV映射 - 法向量 - 包围盒的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/739894

相关文章

【Prometheus】PromQL向量匹配实现不同标签的向量数据进行运算

✨✨ 欢迎大家来到景天科技苑✨✨ 🎈🎈 养成好习惯,先赞后看哦~🎈🎈 🏆 作者简介:景天科技苑 🏆《头衔》:大厂架构师,华为云开发者社区专家博主,阿里云开发者社区专家博主,CSDN全栈领域优质创作者,掘金优秀博主,51CTO博客专家等。 🏆《博客》:Python全栈,前后端开发,小程序开发,人工智能,js逆向,App逆向,网络系统安全,数据分析,Django,fastapi

POJ3041 最小顶点覆盖

N*N的矩阵,有些格子有物体,每次消除一行或一列,最少要几次消灭完。 行i - >列j 连边,表示(i,j)处有物体,即 边表示 物体。 import java.io.BufferedReader;import java.io.InputStream;import java.io.InputStreamReader;import java.io.PrintWriter;impo

Vector3 三维向量

Vector3 三维向量 Struct Representation of 3D vectors and points. 表示3D的向量和点。 This structure is used throughout Unity to pass 3D positions and directions around. It also contains functions for doin

8. 自然语言处理中的深度学习:从词向量到BERT

引言 深度学习在自然语言处理(NLP)领域的应用极大地推动了语言理解和生成技术的发展。通过从词向量到预训练模型(如BERT)的演进,NLP技术在机器翻译、情感分析、问答系统等任务中取得了显著成果。本篇博文将探讨深度学习在NLP中的核心技术,包括词向量、序列模型(如RNN、LSTM),以及BERT等预训练模型的崛起及其实际应用。 1. 词向量的生成与应用 词向量(Word Embedding)

SW - 引入第三方dwg图纸后,修改坐标原点

文章目录 SW - 引入第三方dwg图纸后,修改坐标原点概述笔记设置图纸新原点END SW - 引入第三方dwg图纸后,修改坐标原点 概述 在solidworks中引入第三方的dwg格式图纸后,坐标原点大概率都不合适。 全图自动缩放后,引入的图纸离默认的原点位置差很多。 需要自己重新设置原点位置,才能自动缩放后,在工作区中间显示引入的图纸。 笔记 将dwg图纸拖到SW中

用Python实现时间序列模型实战——Day 14: 向量自回归模型 (VAR) 与向量误差修正模型 (VECM)

一、学习内容 1. 向量自回归模型 (VAR) 的基本概念与应用 向量自回归模型 (VAR) 是多元时间序列分析中的一种模型,用于捕捉多个变量之间的相互依赖关系。与单变量自回归模型不同,VAR 模型将多个时间序列作为向量输入,同时对这些变量进行回归分析。 VAR 模型的一般形式为: 其中: ​ 是时间  的变量向量。 是常数向量。​ 是每个时间滞后的回归系数矩阵。​ 是误差项向量,假

OPENGL顶点数组, glDrawArrays,glDrawElements

顶点数组, glDrawArrays,glDrawElements  前两天接触OpenGL ES的时候发现里面没有了熟悉的glBegin(), glEnd(),glVertex3f()函数,取而代之的是glDrawArrays()。有问题问google,终于找到答案:因为OpenGL ES是针对嵌入式设备这些对性能要求比较高的平台,因此把很多影响性能的函数都去掉了,上述的几个函数都被移除了。接

三维激光扫描点云配准外业棋盘的布设与棋盘坐标测量

文章目录 一、棋盘标定板准备二、棋盘标定板布设三、棋盘标定板坐标测量 一、棋盘标定板准备 三维激光扫描棋盘是用来校准和校正激光扫描仪的重要工具,主要用于提高扫描精度。棋盘标定板通常具有以下特点: 高对比度图案:通常是黑白相间的棋盘格,便于识别。已知尺寸:每个格子的尺寸是已知的,可以用于计算比例和调整。平面标定:帮助校准相机和激光扫描仪之间的位置关系。 使用方法 扫描棋盘:

css-transform对position:fixed影响

在betterScroll尝试使用position:fixed固定首列,然而并不能实现固定。因为 bscroll / iscroll 是基于 transform 属性实现滚动的, 所以 iscroll 会通过实时修改元素的 transform 属性以达到滚动的效果。父元素如果存在 transform 属性,子元素的 position: fixed 属性无效。betterScroll有个 useTr

利用向量积(叉积)计算三角形的面积和多边形的面积(hdu2036)

开始撸计算几何题目了。。。。。。。 预备知识:叉乘求多边形面积 参考证明资料: 公式证明: http://www.cnblogs.com/xiexinxinlove/p/3708147.html 高中知识: http://wenku.baidu.com/view/867e6edfad51f01dc281f11a.html #include<stdio.h>#inclu