webgl天空盒边界缝隙_WebGL three.js学习笔记 法向量网格材质MeshNormalMaterial的介绍和创建360度全景天空盒的方法...

WebGL学习----Three.js学习笔记(5)

简单网格材质 MeshNormalMaterial

MeshNormalMaterial是一种不受渲染时使用的颜色影响的材质，它只与自己每一个面从内到外的法向量有关。法向量在webgl中用处十分广泛，光的反射，以及三维图形的纹理映射都与这个有关。

从图中可以看到，网格的每一面渲染的颜色都是不一样的，如果我们想要在物体表面添加法向量，我们可以使用的THREE.ArrowHelper去表示每一个法向量，它的参数为

THREE.ArrowHelper(dir, origin, length, color, headLength, headWidth)

**其中参数的意义为：

dir:方向,默认是法向量

origin:开始的坐标位置

length：辅助线的长度

color：辅助线的颜色

headLength：头部的长度

headWidth：头部的宽度**

对于一个球体，要描述它每一个面的法向量，首先需要对它的每一个面进行遍历，取出这个面上的三个顶点(因为webgl的面都是三角形，所以是三个顶点)，通过divideScalar(3)这个函数计算它的中心位置，我们就可以在这个中心位置点上，从内向外引出一个ArrowHelper，来模拟法向量。

for(let i=0;i

let face = sphereGeometry.faces[i];//得到每个面的对象

let centroid = new THREE.Vector3();

//先创建一个vector3对象，要使用这个对象找到每个面的中心

centroid.add(sphereGeometry.vertices[face.a]);

// 将这该面的三个顶点的索引传给sphereGeometry.vertices找到其顶点的坐标

//再添加进centroid

centroid.add(sphereGeometry.vertices[face.b]);

centroid.add(sphereGeometry.vertices[face.c]);

centroid.divideScalar(3);//三角形的中心点坐标

let arrow = new THREE.ArrowHelper(

face.normal,//face这个面的法向量

centroid,

2,

0xffcc55,

0.5,

0.5);//箭头辅助线，相当于把法向量用箭头表示出来

sphere.add(arrow);

}

其中，centroid.add(sphereGeometry.vertices[face.a])这段代码中的sphereGeometry.vertices存有几何体的所有顶点信息，通过[ ]索引可以取得其中的某一个顶点。face.a还有下面的face.b和c都是该面的顶点索引号，表示这个面是由顶点编号为face.a，face.b，face.c的三个顶点所构成的一个三角形(webgl的面都是三角形)，然后我们再计算这三个顶点的中心点。

菜单面板的设置

在菜单面板中设置一些MeshNormalmaterial的一些属性，便于去测试这种材质的一些特质

其中：

**this.visible = meshMaterial.visible;//是否可见

this.wireframe = meshMaterial.wireframe;//是否以线框的方式渲染物体

this.wireframeWidth = meshMaterial.wireframeLinewidth;//线框的宽度

this.transparent = meshMaterial.transparent;//是否透明

this.opacity = meshMaterial.opacity;//透明度，需要transparent为true才有效果

this.side = "front";//边的渲染方式，有三种，前面，后面，还有双面

this.selectMesh = "sphere";//当前选择的几何体

this.shading = "smooth";//着色方式，有平面着色和平滑着色，对一个面很平的几何体几乎看不出区别，如正方体**

function initDatGUI() {

//设置菜单中需要的参数

controls = new function () {

this.rotationSpeed = 0.02;

this.visible = meshMaterial.visible;//是否可见

this.wireframe = meshMaterial.wireframe;//是否以线框的方式渲染物体

this.wireframeWidth = meshMaterial.wireframeLinewidth;//线框的宽度

this.transparent = meshMaterial.transparent;//是否透明

this.opacity = meshMaterial.opacity;//透明度，需要transparent为true才有效果

this.side = "front";//边的渲染方式，有三种，前面，后面，还有双面

this.selectMesh = "sphere";//当前选择的几何体

this.shading = "smooth";//着色方式，有平面着色和平滑着色，对一个面很平的几何体几乎看不出区别，如正方体

};

let gui = new dat.GUI();

//将刚刚设置的参数添加到菜单中

let F1 = gui.addFolder("Mesh");

F1.add(controls, "rotationSpeed", 0, 0.1);

F1.add(controls, "visible").onChange(function (e) {

meshMaterial.visible = e;

});

F1.add(controls, "wireframe").onChange(function (e) {

meshMaterial.wireframe = e;

});

F1.add(controls, "wireframeWidth",0,10).onChange(function (e) {

meshMaterial.wireframeWidth = e;

});

F1.add(controls, "transparent").onChange(function (e) {

meshMaterial.transparent = e;

});

F1.add(controls, "opacity",0,1).onChange(function (e) {

meshMaterial.opacity = e;

});

F1.add(controls, "side",["front","back","double"]).onChange(function (e) {

switch (e) {

case "front":

meshMaterial.side = THREE.FrontSide;

break;

case "back":

meshMaterial.side = THREE.BackSide;

break;

case "double":

meshMaterial.side = THREE.DoubleSide;

break;

}

meshMaterial.needsUpdate = true;//要在程序中让材质更新需要添加这一句话

});

F1.add(controls, "selectMesh",["sphere","cube","plane"]).onChange(function (e) {

//先把场景的物体清除，再来添加

scene.remove(cube);

scene.remove(sphere);

scene.remove(plane);

switch (e) {

case "sphere":

scene.add(sphere);

break;

case "cube":

scene.add(cube);

break;

case "plane":

scene.add(plane);

break;

}

});

F1.add(controls, "shading",["flat","smooth"]).onChange(function (e) {

switch (e) {

case "flat":

meshMaterial.shading = THREE.FlatShading;

break;

case "smooth":

meshMaterial.shading = THREE.SmoothShading;

break;

}

meshMaterial.needsUpdate = true;//要在程序中让材质更新需要添加这一句话

});

}

**注意在程序运行过程中想要改变材质的属性，需要在改完以后，添加一句

meshMaterial.needsUpdate = true，这样才能更新成功。**

360度全景背景

360度全景背景能够让人有身临其境的感觉，所有这里的背景使用了全景背景

如果想要使用全景的背景，就需要6张6个方向的图片来合成一个完整的背景(也可以使用1张6方向的图片)，然后把这些贴图赋值给 scene.background

let urls =[

'image/posx.jpg',

'image/negx.jpg',

'image/posy.jpg',

'image/negy.jpg',

'image/posz.jpg',

'image/negz.jpg'

];//引入6个方向的贴图

let cubeMap = THREE.ImageUtils.loadTextureCube( urls );

scene = new THREE.Scene();

scene.background = cubeMap;

这些图片的需要按照顺序摆放，右左上下后前，否则背景会错乱。

这里给一个全景图片的网站，里面有很多的360度风景图，都是6张类型的，下载下来解压后就可以直接引入

http://www.humus.name/index.p...

本例子的完整代码如下：

Depth Material Test

div#WebGL-output {

border: none;

cursor: pointer;

width: 100%;

height: 850px;

background-color: #333333;

}

let camera, renderer, scene, light;

let controller;

let controls;

let cube, sphere, plane, meshMaterial;

function initThree() {

//渲染器初始化

renderer = new THREE.WebGLRenderer({

antialias: true

});

renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);

renderer.setClearColor(0x333333);

document.getElementById("WebGL-output").appendChild(renderer.domElement);//将渲染添加到div中

//初始化摄像机，这里使用透视投影摄像机

camera = new THREE.PerspectiveCamera(50, window.innerWidth / window.innerHeight, 10, 100);

camera.position.set(0, 40, 60);

camera.up.x = 0;//设置摄像机的上方向为哪个方向，这里定义摄像的上方为Y轴正方向

camera.up.y = 1;

camera.up.z = 0;

camera.lookAt(0, 0, 0);

//初始化场景

let urls =[

'image/posx.jpg',

'image/negx.jpg',

'image/posy.jpg',

'image/negy.jpg',

'image/posz.jpg',

'image/negz.jpg'

];//引入6个方向的贴图

let cubeMap = THREE.ImageUtils.loadTextureCube( urls );

scene = new THREE.Scene();

scene.background = cubeMap;

//相机的移动

controller = new THREE.OrbitControls(camera, renderer.domElement);

controller.target = new THREE.Vector3(0, 0, 0);

light = new THREE.AmbientLight(0x0c0c0c);

scene.add(light);

// add spotlight for the shadows

light = new THREE.SpotLight(0xffffff);

light.position.set(0, 30, 30);

scene.add(light);

}

//初始化菜单面板

function initDatGUI() {

//设置菜单中需要的参数

controls = new function () {

this.rotationSpeed = 0.02;

this.visible = meshMaterial.visible;//是否可见

this.wireframe = meshMaterial.wireframe;//是否以线框的方式渲染物体

this.wireframeWidth = meshMaterial.wireframeLinewidth;//线框的宽度

this.transparent = meshMaterial.transparent;//是否透明

this.opacity = meshMaterial.opacity;//透明度，需要transparent为true才有效果

this.side = "front";//边的渲染方式，有三种，前面，后面，还有双面

this.selectMesh = "sphere";//当前选择的几何体

this.shading = "smooth";//着色方式，有平面着色和平滑着色，对一个面很平的几何体几乎看不出区别，如正方体

};

let gui = new dat.GUI();

//将刚刚设置的参数添加到菜单中

let F1 = gui.addFolder("Mesh");

F1.add(controls, "rotationSpeed", 0, 0.1);

F1.add(controls, "visible").onChange(function (e) {

meshMaterial.visible = e;

});

F1.add(controls, "wireframe").onChange(function (e) {

meshMaterial.wireframe = e;

});

F1.add(controls, "wireframeWidth",0,10).onChange(function (e) {

meshMaterial.wireframeWidth = e;

});

F1.add(controls, "transparent").onChange(function (e) {

meshMaterial.transparent = e;

});

F1.add(controls, "opacity",0,1).onChange(function (e) {

meshMaterial.opacity = e;

});

F1.add(controls, "side",["front","back","double"]).onChange(function (e) {

switch (e) {

case "front":

meshMaterial.side = THREE.FrontSide;

break;

case "back":

meshMaterial.side = THREE.BackSide;

break;

case "double":

meshMaterial.side = THREE.DoubleSide;

break;

}

meshMaterial.needsUpdate = true;//要在程序中让材质更新需要添加这一句话

});

F1.add(controls, "selectMesh",["sphere","cube","plane"]).onChange(function (e) {

//先把场景的物体清除，再来添加

scene.remove(cube);

scene.remove(sphere);

scene.remove(plane);

switch (e) {

case "sphere":

scene.add(sphere);

break;

case "cube":

scene.add(cube);

break;

case "plane":

scene.add(plane);

break;

}

});

F1.add(controls, "shading",["flat","smooth"]).onChange(function (e) {

switch (e) {

case "flat":

meshMaterial.shading = THREE.FlatShading;

break;

case "smooth":

meshMaterial.shading = THREE.SmoothShading;

break;

}

meshMaterial.needsUpdate = true;//要在程序中让材质更新需要添加这一句话

});

}

function initObject() {

//创建正方体，球和地面的几何体

let cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(10, 10, 10);

let sphereGeometry = new THREE.SphereGeometry(10, 20, 20);

let planeGeometry = new THREE.PlaneGeometry(10, 10, 1, 1);

//创建一个法向量材质

meshMaterial = new THREE.MeshNormalMaterial();

cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry, meshMaterial);

sphere = new THREE.Mesh(sphereGeometry, meshMaterial);

plane = new THREE.Mesh(planeGeometry, meshMaterial);

//把三者的位置统一

cube.position.set(0,0,0);

sphere.position = cube.position;

plane.position = cube.position;

//在球的每一个面上显示一个法向量，方便观测这种法向量材质的渲染方式

for(let i=0;i

let face = sphereGeometry.faces[i];//得到每个面的对象

let centroid = new THREE.Vector3();//先创建一个vector3对象，要使用这个对象找到每个面的中心，

centroid.add(sphereGeometry.vertices[face.a]);

// 将这该面的三个顶点的索引传给sphereGeom.vertices找到其顶点的坐标，再添加进centroid

centroid.add(sphereGeometry.vertices[face.b]);

centroid.add(sphereGeometry.vertices[face.c]);

centroid.divideScalar(3);//三角形的中心点坐标

let arrow = new THREE.ArrowHelper(

face.normal,

centroid,

2,

0xffcc55,

0.5,

0.5);//箭头辅助线，相当于把法向量用箭头表示出来

sphere.add(arrow);

}

scene.add(sphere);

}

function rotation() {

scene.traverse(function (e) {

if (e instanceof THREE.Mesh) {

e.rotation.y += controls.rotationSpeed;

}

})

}

//渲染函数

function render() {

rotation();

stats.update();

renderer.clear();

requestAnimationFrame(render);

renderer.render(scene, camera);

}

//功能函数

function setting() {

loadFullScreen();

loadAutoScreen(camera, renderer);

loadStats();

}

//运行主函数，敲代码的时候老是敲错，所以改了一个名字，叫Start更方便

function Start() {

initThree();

initObject();

initDatGUI();

setting();

render();

}