Three.js - 几何体（五）

几何体

在three.js中如球体、立方体、平面、狗、猫、人、树、建筑等物体，都是几何体。它们都是根据大量顶点参数生成。
在three.js中内置了许多基本几何体，也提供了自定义几何体的方法。在开发中常见的做法是让美术在 3D 建模软件中创建 3D 模型，在由开发人员进行交互开发。

常见几何体

BoxGeometry 盒子

分段数简单理解，就是每多一个分段，在对应面的轴上添加两个顶点，增加组成这个面三角形的数量。分段数越多面就越精细，性能消耗也会变大。

      const width = 8 // 宽度const height = 8 // 高度const depth = 8 // 深度const widthSegments = 4 // ui: 宽度的分段数const heightSegments = 4 // ui: 高度的分段数const depthSegments = 4 // ui: 深度的分段数const boxGeometry = new THREE.BoxGeometry(width, height, depth, widthSegments, heightSegments, depthSegments)

SphereGeometry 球

SphereGeometry是通过扫描并计算围绕着Y轴和X轴的顶点来创建的。我们可以通过修改水平、垂直扫描角度的大来实现球体切片。

      const radius = 8 // 球体半径const widthSegments = 32 // 水平分段数const heightSegments = 16 // 垂直分段数const geometry = new THREE.SphereGeometry(radius, widthSegments, heightSegments)// 网格const mesh = new THREE.Mesh(geometry, material)mesh.position.x = 10scene.add(mesh){const radius = 8 // 球体半径const widthSegments = 32 // 水平分段数const heightSegments = 16 // 垂直分段数const phiStart = Math.PI * 0.25 // 水平（经线）起始角度const phiLength = Math.PI * 2 // 水平（经线）扫描角度的大小const thetaStart = Math.PI * 0.25 // 垂直（纬线）起始角度const thetaLength = Math.PI * 0.5 // 垂直（纬线）扫描角度大小const geometry1 = new THREE.SphereGeometry(radius,widthSegments,heightSegments,phiStart,phiLength,thetaStart,thetaLength)// 网格const mesh1 = new THREE.Mesh(geometry1, material)mesh1.position.x = -10scene.add(mesh1)}

PlaneGeometry 平面几何体

      const width = 8 // 宽度const height = 8 // 高度const widthSegments = 2 //  宽度的分段数const heightSegments = 2 // 高度的分段数const geometry = new THREE.PlaneGeometry(width, height, widthSegments, heightSegments)

BufferGeometry 自定义几何体

BufferGeometry是面片、线或点几何体的有效表述。通过顶点位置、法相量、颜色值、UV 坐标等值来绘制几何体
使用BufferGeometry可以有效减少向 GPU 传输顶点数据所需的开销。

定义面的顶点位置，法线坐标（法线是面朝向的信息）。一个面是两个三角形组成，所以需要6个顶点，一个立方体就需要36个顶点信息。

      const vertices = [// front{ pos: [-1, -1, 1], norm: [0, 0, 1] },{ pos: [1, -1, 1], norm: [0, 0, 1] },{ pos: [-1, 1, 1], norm: [0, 0, 1] },{ pos: [-1, 1, 1], norm: [0, 0, 1] },{ pos: [1, -1, 1], norm: [0, 0, 1] },{ pos: [1, 1, 1], norm: [0, 0, 1] },// right{ pos: [1, -1, 1], norm: [1, 0, 0] },{ pos: [1, -1, -1], norm: [1, 0, 0] },{ pos: [1, 1, 1], norm: [1, 0, 0] },{ pos: [1, 1, 1], norm: [1, 0, 0] },{ pos: [1, -1, -1], norm: [1, 0, 0] },{ pos: [1, 1, -1], norm: [1, 0, 0] },// back{ pos: [1, -1, -1], norm: [0, 0, -1] },{ pos: [-1, -1, -1], norm: [0, 0, -1] },{ pos: [1, 1, -1], norm: [0, 0, -1] },{ pos: [1, 1, -1], norm: [0, 0, -1] },{ pos: [-1, -1, -1], norm: [0, 0, -1] },{ pos: [-1, 1, -1], norm: [0, 0, -1] },// left{ pos: [-1, -1, -1], norm: [-1, 0, 0] },{ pos: [-1, -1, 1], norm: [-1, 0, 0] },{ pos: [-1, 1, -1], norm: [-1, 0, 0] },{ pos: [-1, 1, -1], norm: [-1, 0, 0] },{ pos: [-1, -1, 1], norm: [-1, 0, 0] },{ pos: [-1, 1, 1], norm: [-1, 0, 0] },// top{ pos: [1, 1, -1], norm: [0, 1, 0] },{ pos: [-1, 1, -1], norm: [0, 1, 0] },{ pos: [1, 1, 1], norm: [0, 1, 0] },{ pos: [1, 1, 1], norm: [0, 1, 0] },{ pos: [-1, 1, -1], norm: [0, 1, 0] },{ pos: [-1, 1, 1], norm: [0, 1, 0] },// bottom{ pos: [1, -1, 1], norm: [0, -1, 0] },{ pos: [-1, -1, 1], norm: [0, -1, 0] },{ pos: [1, -1, -1], norm: [0, -1, 0] },{ pos: [1, -1, -1], norm: [0, -1, 0] },{ pos: [-1, -1, 1], norm: [0, -1, 0] },{ pos: [-1, -1, -1], norm: [0, -1, 0] }]const positions = []const normals = []// 以数组形式获取 数据for (const vertex of vertices) {positions.push(...vertex.pos)normals.push(...vertex.norm)}

通过.setAttribute()设置定义好的顶点信息。这里需要注意的是.BufferAttribute()第二个参数是确认，数组中连续的几个值组合为一组信息。

      const geometry = new THREE.BufferGeometry()const positionNumComponents = 3 // 3个一组 为一个顶点const normalNumComponents = 3 // 3个一组 为一个顶点geometry.setAttribute('position', new THREE.BufferAttribute(new Float32Array(positions), positionNumComponents))geometry.setAttribute('normal', new THREE.BufferAttribute(new Float32Array(normals), normalNumComponents))

自定义几何体的优势是它和GPU传输的数度快，缺点是顶点信息难以修改，在开发中需要根据需求判断是否使用。

总结

在three.js中内置的几何体非常的多，需要深入了解的需要到官网上查看。本节简单的介绍了几何体是什么。
在创建几何体时需要注意，分段数的大小要控制好。细分的越少，运行的越流畅，使用的内存也会更少。细分的越多，动画越精细，运行的越不流畅。

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