ThreeJS:光线投射与3D场景交互

2024-05-05 13:52

本文主要是介绍ThreeJS:光线投射与3D场景交互,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!

光线投射Raycaster

        光线投射详细介绍可参考:https://en.wikipedia.org/wiki/Ray_casting,

        ThreeJS中,提供了Raycaster类,用于进行鼠标拾取,即:当三维场景中鼠标移动时,利用光线投射,可计算出鼠标划过了哪些物体。

        ThreeJS官方案例webgl_interactive_cubes演示了光线投射的具体应用,

        通过Raycaster类实例的intersectObjects方法,可以获取到与射线Ray相交的一组物体;

        通过Raycaster类实例的intersectObject方法,可以获取到与Ray射线相交的第一个物体,

        此外,在鼠标点击或移动时,我们是需要不断去更新Ray射线的,这样才能选中正确的3D物体,可以通过setFromCamera方法,来更新射线,

        接着,还有一个要解决的问题,就是这里的标准化设备坐标中的二维坐标,如何进行处理才是符合ThreeJS的接口规范的?

        核心代码如下,

const mousePosition = new THREE.Vector2(); //记录鼠标位置
//TODO:监听鼠标移动事件
function onPointerMove( event ) {mousePosition.x = ( event.clientX / window.innerWidth ) * 2 - 1;mousePosition.y = - ( event.clientY / window.innerHeight ) * 2 + 1;
}
document.addEventListener("mousemove",onPointerMove);

注意到:计算mousePosition.y的计算结果,相比mousePosition.x多乘了一个-1,这是因为屏幕坐标系和ThreeJS的XYZ空间直角坐标系,两者的Y轴是相反的。

3D场景鼠标交互案例

       下面来实现一个利用光线投射控制鼠标选中物体高亮显示的案例,主要效果如下:

①鼠标选中物体,高亮显示,

②鼠标离开物体,取消高亮显示,

         完整示例代码如下,

import * as THREE from "three";
import { OrbitControls } from "three/addons/controls/OrbitControls.js"; //轨道控制器
import { GUI } from "three/examples/jsm/libs/lil-gui.module.min.js"; //lil-gui调试工具
import { RGBELoader } from "three/examples/jsm/loaders/RGBELoader.js"; //HDR加载器
import { GLTFLoader } from "three/examples/jsm/loaders/GLTFLoader.js"; //GLTF加载器
import { DRACOLoader } from "three/examples/jsm/loaders/DRACOLoader.js";const gui = new GUI();//TODO:打印版本
console.warn("threejs版本:", THREE.REVISION);
//TODO:创建时钟
const clock = new THREE.Clock();
//TODO:创建场景
const scene = new THREE.Scene();
//TODO:创建透视相机
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(45, //视角window.innerWidth / window.innerHeight,0.1, //近平面1000.0 //远平面
);//TODO:创建渲染器
const renderer = new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true });
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);//TODO:轨道控制器
const orbitControls = new OrbitControls(camera, renderer.domElement);
//设置阻尼效果
// orbitControls.enableDamping = true;
orbitControls.update();document.body.appendChild(renderer.domElement);//TODO:添加光源
const light = new THREE.PointLight(0xffffff, 1000, 1000);
light.position.set(15, 15, 15);
scene.add(light);scene.background = new THREE.Color(0xbfe3dd);//TODO:添加3个球体
const ball1 = new THREE.SphereGeometry(1);
const ballMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({color:0xffff00});
const ballMesh1 = new THREE.Mesh(ball1,ballMaterial);
ballMesh1.geometry.scale(0.5,0.5,0.5);
ballMesh1.position.set(-1.0,-1.0,-1.0);const ballMesh2 = new THREE.Mesh(ball1,ballMaterial);
ballMesh2.geometry.scale(0.5,0.5,0.5);
ballMesh2.position.set(1.0,-1.0,-1.0);const ballMesh3 = new THREE.Mesh(ball1,ballMaterial);
ballMesh3.geometry.scale(0.5,0.5,0.5);
ballMesh3.position.set(1.0,1.0,-1.0);const ballMesh4 = new THREE.Mesh(ball1,ballMaterial);
ballMesh4.geometry.scale(0.5,0.5,0.5);
ballMesh4.position.set(1.0,1.0,1.0);scene.add(ballMesh1);
scene.add(ballMesh2);
scene.add(ballMesh3);
scene.add(ballMesh4);//TODO:设置相机位置
camera.position.z = 5.0;
camera.position.y = 2.0;
camera.position.x = 2.0;
camera.lookAt(0, 0, 0);//TODO:利用光线投射,使用鼠标选中Mesh
const rayCaster = new THREE.Raycaster();
const mousePosition = new THREE.Vector2(); //记录鼠标位置
const hightLightColor = new THREE.Color(0xff0000);//高亮颜色
const highlightMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({color:hightLightColor});
const lastSelected = {originMaterial:null,//被选中的3D物体的materialinstance:null,//被选中的3D物体
}
//TODO:监听鼠标移动事件
function onPointerMove( event ) {mousePosition.x = ( event.clientX / window.innerWidth ) * 2 - 1;mousePosition.y = - ( event.clientY / window.innerHeight ) * 2 + 1;
}
document.addEventListener("mousemove",onPointerMove);//TODO:还原上一次被选中的3D物体
function resetLastSelected(){if(lastSelected.instance && lastSelected.originMaterial){lastSelected.instance.material = lastSelected.originMaterial;lastSelected.instance = null;lastSelected.originMaterial = null;}
}function pick3DObject(){// 通过摄像机和鼠标位置更新射线_[使用一个新的原点和方向来更新射线。]rayCaster.setFromCamera(mousePosition,camera);/*** objects —— 检测和射线相交的一组物体。recursive —— 若为true,则同时也会检测所有物体的后代。否则将只会检测对象本身的相交部分。默认值为true。*/const interscets = rayCaster.intersectObjects(scene.children,false);if(interscets.length>0){const interscetObject = interscets[ 0 ].object;console.log("interscets::",interscetObject);//TODO:还原上一次选中的3D物体resetLastSelected();if(interscetObject){//TODO:鼠标选中3D物体,设置高亮效果//记录当前被选中的物体lastSelected.instance = interscetObject;lastSelected.originMaterial = interscetObject.material;//设置高亮interscetObject.material = highlightMaterial;}}else{//TODO:鼠标离开3D物体,还原MaterialresetLastSelected();}
}//TODO:创建坐标辅助器
// const axesHelper = new THREE.AxesHelper(5);
// scene.add(axesHelper);//TODO:渲染函数
function animate() {requestAnimationFrame(animate);//TODO:旋转立方体// mesh.rotation.x += 0.01;// mesh.rotation.y += 0.01;pick3DObject();//TODO:更新轨道控制器orbitControls.update();//TODO:渲染renderer.render(scene, camera);
}
window.onresize = function () {//TODO:重置渲染器宽高比renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);//TODO:重置相机宽高比camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;//TODO:更新相机投影矩阵camera.updateProjectionMatrix();
};animate();//TODO:lil-gui添加调试按钮
const myObject = {// myBoolean: true,fullScreenBtnFunction: function () {document.body.requestFullscreen();},exitFullScreenBtnFunction: function () {document.exitFullscreen();},wireframeMode: false,renderMode: 1,colorSpace: 0,
};gui.add(myObject, "fullScreenBtnFunction").name("全屏显示"); // Button
gui.add(myObject, "exitFullScreenBtnFunction").name("退出全屏"); // Button
//TODO:开启/关闭线框模式
gui.add(myObject, "wireframeMode").name("线框模式").onChange(function (value) {console.log(value);mesh.material.wireframe = value;});
// gui.add(myObject, "myString"); // Text Field
// gui.add(myObject, "myNumber"); // Number Field//TODO:控制Mesh网格正反面显示模式
gui.add(myObject, "renderMode", { 双面模式: 0, 正面模式: 1, 背面模式: 2 }).name("三角形正反面显示模式").onChange(function (value) {console.log(value);switch (value) {case 0: {triangleMesh.material.side = THREE.DoubleSide;break;}case 1: {triangleMesh.material.side = THREE.FrontSide;break;}case 2: {triangleMesh.material.side = THREE.BackSide;break;}}});//TODO:控制颜色空间
gui.add(myObject, "colorSpace", {NoColorSpace: 0,SRGBColorSpace: 1,LinearSRGBColorSpace: 2,}).onChange((value) => {console.log("修改颜色空间::", value);switch (value) {case 0: {diffuseMap.colorSpace = THREE.NoColorSpace;break;}case 1: {diffuseMap.colorSpace = THREE.SRGBColorSpace;break;}case 2: {diffuseMap.colorSpace = THREE.LinearSRGBColorSpace;break;}}});

这篇关于ThreeJS:光线投射与3D场景交互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/961884

相关文章

JavaScript中的reduce方法执行过程、使用场景及进阶用法

《JavaScript中的reduce方法执行过程、使用场景及进阶用法》:本文主要介绍JavaScript中的reduce方法执行过程、使用场景及进阶用法的相关资料,reduce是JavaScri... 目录1. 什么是reduce2. reduce语法2.1 语法2.2 参数说明3. reduce执行过程

JavaScript中的isTrusted属性及其应用场景详解

《JavaScript中的isTrusted属性及其应用场景详解》在现代Web开发中,JavaScript是构建交互式应用的核心语言,随着前端技术的不断发展,开发者需要处理越来越多的复杂场景,例如事件... 目录引言一、问题背景二、isTrusted 属性的来源与作用1. isTrusted 的定义2. 为

Python调用另一个py文件并传递参数常见的方法及其应用场景

《Python调用另一个py文件并传递参数常见的方法及其应用场景》:本文主要介绍在Python中调用另一个py文件并传递参数的几种常见方法,包括使用import语句、exec函数、subproce... 目录前言1. 使用import语句1.1 基本用法1.2 导入特定函数1.3 处理文件路径2. 使用ex

Linux alias的三种使用场景方式

《Linuxalias的三种使用场景方式》文章介绍了Linux中`alias`命令的三种使用场景:临时别名、用户级别别名和系统级别别名,临时别名仅在当前终端有效,用户级别别名在当前用户下所有终端有效... 目录linux alias三种使用场景一次性适用于当前用户全局生效,所有用户都可调用删除总结Linux

Mysql虚拟列的使用场景

《Mysql虚拟列的使用场景》MySQL虚拟列是一种在查询时动态生成的特殊列,它不占用存储空间,可以提高查询效率和数据处理便利性,本文给大家介绍Mysql虚拟列的相关知识,感兴趣的朋友一起看看吧... 目录1. 介绍mysql虚拟列1.1 定义和作用1.2 虚拟列与普通列的区别2. MySQL虚拟列的类型2

在MyBatis的XML映射文件中<trim>元素所有场景下的完整使用示例代码

《在MyBatis的XML映射文件中<trim>元素所有场景下的完整使用示例代码》在MyBatis的XML映射文件中,trim元素用于动态添加SQL语句的一部分,处理前缀、后缀及多余的逗号或连接符,示... 在MyBATis的XML映射文件中,<trim>元素用于动态地添加SQL语句的一部分,例如SET或W

基于WinForm+Halcon实现图像缩放与交互功能

《基于WinForm+Halcon实现图像缩放与交互功能》本文主要讲述在WinForm中结合Halcon实现图像缩放、平移及实时显示灰度值等交互功能,包括初始化窗口的不同方式,以及通过特定事件添加相应... 目录前言初始化窗口添加图像缩放功能添加图像平移功能添加实时显示灰度值功能示例代码总结最后前言本文将

VUE动态绑定class类的三种常用方式及适用场景详解

《VUE动态绑定class类的三种常用方式及适用场景详解》文章介绍了在实际开发中动态绑定class的三种常见情况及其解决方案,包括根据不同的返回值渲染不同的class样式、给模块添加基础样式以及根据设... 目录前言1.动态选择class样式(对象添加:情景一)2.动态添加一个class样式(字符串添加:情

java中VO PO DTO POJO BO DO对象的应用场景及使用方式

《java中VOPODTOPOJOBODO对象的应用场景及使用方式》文章介绍了Java开发中常用的几种对象类型及其应用场景,包括VO、PO、DTO、POJO、BO和DO等,并通过示例说明了它... 目录Java中VO PO DTO POJO BO DO对象的应用VO (View Object) - 视图对象

Python中异常类型ValueError使用方法与场景

《Python中异常类型ValueError使用方法与场景》:本文主要介绍Python中的ValueError异常类型,它在处理不合适的值时抛出,并提供如何有效使用ValueError的建议,文中... 目录前言什么是 ValueError?什么时候会用到 ValueError?场景 1: 转换数据类型场景