记录–教你用three.js写一个炫酷的3D登陆页面

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所属分类:Web前端
摘要

该篇文章用到的主要技术:vue3、three.js我们先看看成品效果:高清大图预览(会有些慢):


这里给大家分享我在网上总结出来的一些知识,希望对大家有所帮助

记录--教你用three.js写一个炫酷的3D登陆页面

前言:

该篇文章用到的主要技术:vue3、three.js

我们先看看成品效果:

高清大图预览(会有些慢):

记录--教你用three.js写一个炫酷的3D登陆页面

座机小图预览:

记录--教你用three.js写一个炫酷的3D登陆页面

废话不多说,直接进入正题

Three.js的基础知识

想象一下,在一个虚拟的3D世界中都需要什么?首先,要有一个立体的空间,其次是有光源,最重要的是要有一双眼睛。下面我们就看看在three.js中如何创建一个3D世界吧!

  1. 创建一个场景
  2. 设置光源
  3. 创建相机,设置相机位置和相机镜头的朝向
  4. 创建3D渲染器,使用渲染器把创建的场景渲染出来

此时,你就通过three.js创建出了一个可视化的3D页面,很简单是吧!

关于场景

你可以为场景添加背景颜色,或创建一个盒模型(球体、立方体),给盒模型的内部贴上图片,再把相机放在这个盒模型内部以达到模拟场景的效果。盒模型的方式多用于360度全景,比如房屋vr展示

【登陆页面】创建场景的例子:

const scene = new THREE.Scene() // 在场景中添加雾的效果,Fog参数分别代表‘雾的颜色’、‘开始雾化的视线距离’、刚好雾化至看不见的视线距离’ scene.fog = new THREE.Fog(0x000000, 0, 10000) // 盒模型的深度 const depth = 1400 // 在场景中添加一个圆球盒模型 // 1.创建一个立方体 const geometry = new THREE.BoxGeometry(1000, 800, depth) // 2.加载纹理 const texture = new THREE.TextureLoader().load('bg.png') // 3.创建网格材质(原料) const material = new THREE.MeshBasicMaterial({map: texture, side: THREE.BackSide}) // 4.生成网格 const mesh = new THREE.Mesh(geometry, material) // 5.把网格放入场景中 scene.add(mesh)

关于光源

为场景设置光源的颜色、强度,同时还可以设置光源的类型(环境光、点光源、平行光等)、光源所在的位置

【登陆页面】创建光源的例子:

// 1.创建环境光 const ambientLight = new THREE.AmbientLight(0xffffff, 1) // 2.创建点光源,位于场景右下角 const light_rightBottom = new THREE.PointLight(0x0655fd, 5, 0) light_rightBottom.position.set(0, 100, -200) // 3.把光源放入场景中 scene.add(light_rightBottom) scene.add(ambientLight)

关于相机(重要)

很重要的一步,相机就是你的眼睛。这里还会着重说明一下使用透视相机时可能会遇到的问题,我们最常用到的相机就是正交相机和透视相机了。

正交相机:无论物体距离相机距离远或者近,在最终渲染的图片中物体的大小都保持不变。用于渲染2D场景或者UI元素是非常有用的。如图:

图注解:

  1. 图中红色三角锥体是视野的大小
  2. 红色锥体连着的第一个面是摄像机能看到的最近位置
  3. 从该面通过白色辅助线延伸过去的面是摄像机能看到的最远的位置

记录--教你用three.js写一个炫酷的3D登陆页面

透视相机:被用来模拟人眼所看到的景象。它是3D场景的渲染中使用得最普遍的投影模式。如图:

记录--教你用three.js写一个炫酷的3D登陆页面

我们在使用透视相机时,可能会遇到这种情况:边缘处的物体会产生一定程度上的形变,原因是:透视相机是鱼眼效果,如果视域越大,边缘变形越大。为了避免边缘变形,可以将fov角度设置小一些,距离拉远一些

关于透视相机的几个参数,new THREE.PerspectiveCamera(fov, width / height, near, far)

  • fov(field of view) — 摄像机视锥体垂直视野角度
  • aspect(width / height) — 摄像机视锥体长宽比
  • near — 摄像机视锥体近端面
  • far — 摄像机视锥体远端面

/**  * 为了避免边缘变形,这里将fov角度设置小一些,距离拉远一些  * 固定视域角度,求需要多少距离才能满足完整的视野画面  * 15度等于(Math.PI / 12)  */ const container = document.getElementById('login-three-container') const width = container.clientWidth const height = container.clientHeight const fov = 15 const distance = width / 2 / Math.tan(Math.PI / 12) const zAxisNumber = Math.floor(distance - depth / 2) const camera = new THREE.PerspectiveCamera(fov, width / height, 1, 30000) camera.position.set(0, 0, zAxisNumber) const cameraTarget = new THREE.Vector3(0, 0, 0) camera.lookAt(cameraTarget)

关于渲染器

WebGL渲染出你精心制作的场景。它会创建一个canvas进行渲染

【登陆页面】创建渲染器的例子:

// 获取容器dom const container = document.getElementById('login-three-container') // 创建webgl渲染器实例 const renderer = new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true, alpha: true }) // 设置渲染器画布的大小 renderer.setSize(width, height) // 把画布实例(canvas)放入容器中 container.appendChild(renderer.domElement) // 渲染器渲染场景 renderer.render(scene, camera)

需要注意,这样创建出来的场景并没有动效,原因是这次渲染的仅仅只是这一帧的画面。为了让场景中的物体能动起来,我们需要使用requestAnimationFrame,所以我们可以写一个loop函数

//动画刷新 const loopAnimate = () => {     requestAnimationFrame(loopAnimate)     scene.rotateY(0.001)     renderer.render(scene, camera) } loopAnimate()

完善效果

创建一个左上角的地球

// 加载纹理 const texture = THREE.TextureLoader().load('earth_bg.png') // 创建网格材质 const material = new THREE.MeshPhongMaterial({map: texture, blendDstAlpha: 1}) // 创建几何球体 const sphereGeometry = new THREE.SphereGeometry(50, 64, 32) // 生成网格 const sphere = new THREE.Mesh(sphereGeometry, material) // 为了单独操作球体的运动效果,我们把球体放到一个组中 const Sphere_Group = new THREE.Group() const Sphere_Group.add(sphere) // 设置该组(球体)在空间坐标中的位置 const Sphere_Group.position.x = -400 const Sphere_Group.position.y = 200 const Sphere_Group.position.z = -200 // 加入场景 scene.add(Sphere_Group) // 使球能够自转,需要在loopAnimate中加上 Sphere_Group.rotateY(0.001)

使地球自转

// 渲染星球的自转 const renderSphereRotate = () => {     if (sphere) {       Sphere_Group.rotateY(0.001)     } } // 使球能够自转,需要在loopAnimate中加上 const loopAnimate = () => {     requestAnimationFrame(loopAnimate)     renderSphereRotate()     renderer.render(scene, camera) }

创建星星

// 初始化星星 const initSceneStar = (initZposition: number): any => {     const geometry = new THREE.BufferGeometry()     const vertices: number[] = []     const pointsGeometry: any[] = []     const textureLoader = new THREE.TextureLoader()     const sprite1 = textureLoader.load('starflake1.png')     const sprite2 = textureLoader.load('starflake2.png')     parameters = [       [[0.6, 100, 0.75], sprite1, 50],       [[0, 0, 1], sprite2, 20]     ]     // 初始化500个节点     for (let i = 0; i < 500; i++) {       /**        * const x: number = Math.random() * 2 * width - width        * 等价        * THREE.MathUtils.randFloatSpread(width)        * _.random使用的是lodash库中的生成随机数        */       const x: number = THREE.MathUtils.randFloatSpread(width)       const y: number = _.random(0, height / 2)       const z: number = _.random(-depth / 2, zAxisNumber)       vertices.push(x, y, z)     }      geometry.setAttribute('position', new THREE.Float32BufferAttribute(vertices, 3))      // 创建2种不同的材质的节点(500 * 2)     for (let i = 0; i < parameters.length; i++) {       const color = parameters[i][0]       const sprite = parameters[i][1]       const size = parameters[i][2]        materials[i] = new THREE.PointsMaterial({         size,         map: sprite,         blending: THREE.AdditiveBlending,         depthTest: true,         transparent: true       })       materials[i].color.setHSL(color[0], color[1], color[2])       const particles = new THREE.Points(geometry, materials[i])       particles.rotation.x = Math.random() * 0.2 - 0.15       particles.rotation.z = Math.random() * 0.2 - 0.15       particles.rotation.y = Math.random() * 0.2 - 0.15       particles.position.setZ(initZposition)       pointsGeometry.push(particles)       scene.add(particles)     }     return pointsGeometry } const particles_init_position = -zAxisNumber - depth / 2 let zprogress = particles_init_position let zprogress_second = particles_init_position * 2 const particles_first = initSceneStar(particles_init_position) const particles_second = initSceneStar(zprogress_second)

使星星运动

// 渲染星星的运动 const renderStarMove = () => {     const time = Date.now() * 0.00005     zprogress += 1     zprogress_second += 1      if (zprogress >= zAxisNumber + depth / 2) {       zprogress = particles_init_position     } else {       particles_first.forEach((item) => {         item.position.setZ(zprogress)       })     }     if (zprogress_second >= zAxisNumber + depth / 2) {       zprogress_second = particles_init_position     } else {       particles_second.forEach((item) => {         item.position.setZ(zprogress_second)       })     }      for (let i = 0; i < materials.length; i++) {       const color = parameters[i][0]        const h = ((360 * (color[0] + time)) % 360) / 360       materials[i].color.setHSL(color[0], color[1], parseFloat(h.toFixed(2)))     } }

星星的运动效果,实际就是沿着z轴从远处不断朝着相机位置移动,直到移出相机的位置时回到起点,不断重复这个操作。我们使用上帝视角,从x轴的左侧看去,效果如下:

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创建云以及运动轨迹

// 创建曲线路径 const route = [     new THREE.Vector3(-width / 10, 0, -depth / 2),     new THREE.Vector3(-width / 4, height / 8, 0),     new THREE.Vector3(-width / 4, 0, zAxisNumber) ] const curve = new THREE.CatmullRomCurve3(route, false) const tubeGeometry = new THREE.TubeGeometry(curve, 100, 2, 50, false) const tubeMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({   opacity: 0,   transparent: true }) const tube = new THREE.Mesh(tubeGeometry, tubeMaterial) // 把创建好的路径加入场景中 scene.add(tube) // 创建平面几何 const clondGeometry = new THREE.PlaneGeometry(500, 200) const textureLoader = new THREE.TextureLoader() const cloudTexture = textureLoader.load('cloud.png') const clondMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({   map: cloudTexture,   blending: THREE.AdditiveBlending,   depthTest: false,   transparent: true }) const cloud = new THREE.Mesh(clondGeometry, clondMaterial) // 将云加入场景中 scene.add(cloud)

现在有了云和曲线路径,我们需要将二者结合,让云按着路径进行运动

使云运动

let cloudProgress = 0 let scaleSpeed = 0.0006 let maxScale = 1 let startScale = 0 // 初始化云的运动函数 const cloudMove = () => {   if (startScale < maxScale) {     startScale += scaleSpeed     cloud.scale.setScalar(startScale)   }   if (cloudProgress > 1) {     cloudProgress = 0     startScale = 0   } else {     cloudProgress += speed     if (cloudParameter.curve) {       const point = curve.getPoint(cloudProgress)       if (point && point.x) {         cloud.position.set(point.x, point.y, point.z)       }     }   }  }

完成three.js有关效果

最后,把cloudMove函数放入loopAnimate函数中即可实现云的运动。至此,该登录页所有与three.js有关的部分都介绍完了。剩下的月球地面、登录框、宇航员都是通过定位和层级设置以及css3动画实现的,这里就不进行深入的讨论了。

上面的每个部分的代码在连贯性并不完整,并且同登录页的完整代码也有些许出入。上面更多是为了介绍每个部分的实现方式。完整代码,我放在github上了,每行注释几乎都打上了,希望能给你入坑three.js带来一些帮助,地址:github.com/Yanzengyong…

结语

最后,我认为3D可视化的精髓其实在于设计,有好的素材、好的建模,能让你的页面效果瞬间提升N倍

three.js官网

本文转载于:

https://juejin.cn/post/7020571868314730532

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