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使用three.js实现炫酷的酸性风格3D页面

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背景

近期学习了 WebGLThree.js 的一些基础知识,于是想结合最近流行的酸性设计风格,装饰一下个人主页,同时总结一些学到的知识。本文内容主要介绍,通过使用 React + three.js 技术栈,加载 3D模型、添加 3D文字、增加动画、点击交互等,配合样式设计,实现充满设计感的 🤢 酸性风格页面。

基础知识

Three.js

Three.js 是一款基于原生 WebGL封装运行在浏览器中的 3D引擎,可以用它创建各种三维场景,包括了摄影机、光影、材质等各种对象。是一款使用非常广泛的三维引擎。可以在 three.js官方中文文档 进一步深入学习。

酸性设计

酸性设计 一词翻译自 Acid Graphics,起源于 上世纪90年代 的酸浩室音乐、电子舞曲以及嬉皮士文化。在设计领域,这种酸性美学承载一种 自由的主张,怪诞的图形,大胆鲜明的配色,特殊的材料质感,搭配多种字体,组成了独特的酸性设计风格。

使用three.js实现炫酷的酸性风格3D页面

总之,鲜艳高饱和度 的色彩组合;黑灰色打底高饱和 荧光色 点缀画面的 五彩斑斓的黑;充满未来感、炫酷、充满科技感的液态金属玻璃铝箔塑料等材质;随机 的元素、图形的布局;不断 重复、裁切、组合 几何图形 等都是酸性设计风格。酸性风格在音乐专辑封面、视觉海报、书籍电影封面、网页设计中也逐渐开始流行。

实现效果

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在线预览:https://tricell.fun

实现

3D模型

场景初始化

🌏 创建场景
scene = new THREE.Scene(); 
📷 初始化相机

透视相机 PerspectiveCamera4个 参数分别是指:视场、长宽比、近面、远面。

camera = new THREE.PerspectiveCamera(70, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000); // 设置相机位置 camera.position.set(600, 20, -200); // 相机聚焦到屏幕中央 camera.lookAt(new THREE.Vector3(0, 0, 0)); 
💡 初始化光源

添加 半球光源 HemisphereLight:创建室外效果更加自然的光源

light = new THREE.HemisphereLight(0xffffff, 0x444444); light.position.set(0, 20, 0); scene.add(light); light = new THREE.DirectionalLight(0xffffff); light.position.set(0, 20, 10); light.castShadow = true; scene.add(light); 

添加 环境光 AmbientLight

var ambiColor = '#0C0C0C'; var ambientLight = new THREE.AmbientLight(ambiColor); scene.add(ambientLight); 

添加辅助工具(可选)

📦 添加辅助网格

GridHelper 可用于添加网格辅助线,也可用于装饰,通过 GridHelper(size, divisions, colorCenterLine, colorGrid) 实现。

  • size:网格宽度,默认值为 10
  • divisions:等分数,默认值为 10
  • colorCenterLine:中心线颜色,默认值为 0x444444
  • colorGrid: 网格线颜色,默认值为 0x888888
var grid = new THREE.GridHelper(1000, 100, 0x000000, 0x000000); grid.material.opacity = 0.1; grid.material.transparent = true; grid.position.set(0, -240, 0); scene.add(grid); 
📦 添加相机控件

通过相机控件 OrbitControls 可以对三维场景进行缩放、平移、旋转操作,本质上改变的并不是场景,而是相机的参数。开发时 OrbitControls.js 需要单独引入。

controls = new THREE.OrbitControls(camera, renderer.domElement); controls.target.set(0, 0, 0); controls.update(); 
📦 添加性能查看插件

stats 是一个 Three.js 开发的辅助库,主要用于检测动画运行时的帧数。stats.js 也需要单独引入。

stats = new Stats(); container.appendChild(stats.dom); 

加载模型

本文示例用到的 扔铁饼的人 雕像 3D 模型来源于 threedscans.com,可 免费😄 下载使用,本文末尾提供了多个免费模型下载网站,有 200多页 免费模型,大家感兴趣的话可以挑选自己夏欢的自己下载使用。当然,有建模能力的同学,也可以使用 blender3dmax 等专业建模软件生成自己喜欢的模型。

加载 objfbx 模型

需要单独引入 FBXLoader.jsOBJLoader.js.fbx.obj 格式的模型加载方法是一样的。

// var loader = new THREE.FBXLoader(); var loader = new THREE.OBJLoader(); loader.load(model, function (object) {   object.traverse(function (child) {     if (child.isMesh) {       child.castShadow = true;       child.receiveShadow = true;     }   });   object.rotation.y = Math.PI / 2;   object.position.set(0, -200, 0);   object.scale.set(0.32, 0.32, 0.32);   model = object;   scene.add(object); }); 
加载 gltf 模型

需要单独引入 GLTFLoader.js,加载 .gltf 格式模型方法稍有不同,需要注意的是模型的遍历对象和最终添加到场景中的是 object.scene 而不是 object

var loader = new THREE.GLTFLoader(); loader.load(model, function (object) {   object.scene.traverse(function (child) {     if (child.isMesh) {       child.castShadow = true;       child.receiveShadow = true;     }   });   object.scene.rotation.y = Math.PI / 2;   object.scene.position.set(0, -240, 0);   object.scene.scale.set(0.33, 0.33, 0.33);   model = object.scene;   scene.add(object.scene); }); 

添加网格、加载完成模型之后的效果如下图所示。

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添加转盘动画

通过 requestAnimationFrame 刷新页面的方法添加转盘动画效果。window.requestAnimationFrame() 告诉浏览器希望执行一个动画,并且要求浏览器在下次重绘之前调用指定的回调函数更新动画。该方法需要传入一个回调函数作为参数,该回调函数会在浏览器下一次重绘之前执行。

function animate () {   requestAnimationFrame(animate);   // 随着页面重回不断改变场景的rotation.y来实现旋转   scene.rotation.y -= 0.015;   renderer.render(scene, camera); } 

添加点击交互

Three.js 场景中我们要点击某个模型获取它的信息、或者做一些其他操作,要用到 Raycaster(光线投射),原理就是在你鼠标点击的位置发射一束射线,被射线中的物体都被记录下来。基本语法是 Raycaster(origin, direction, near, far),其中:

  • origin:射线的起点向量。
  • direction:射线的方向向量。
  • near:所有返回的结果应该比 near 远。值不能为负,默认值为 0
  • far:所有返回的结果应该比 far 近。不能小于 near,默认值为 无穷大

代码实现的基本步骤是:获取鼠标在屏幕的坐标 屏幕坐标转标准设备坐标 标准设备坐标转世界坐标 拿到鼠标在场景的世界坐标 根据世界坐标和相机生成射线投射方向单位向量 根据射线投射方向单位向量创建射线投射器对象。

//声明raycaster和mouse变量 var raycaster = new THREE.Raycaster(); var mouse = new THREE.Vector2(); onMouseClick = event => {   // 将鼠标点击位置的屏幕坐标转成threejs中的标准坐标,以屏幕中心为原点,值的范围为-1到1.   mouse.x = (event.clientX / window.innerWidth) * 2 - 1;   mouse.y = - (event.clientY / window.innerHeight) * 2 + 1;   // 通过鼠标点的位置和当前相机的矩阵计算出raycaster   raycaster.setFromCamera(mouse, camera);   // 获取raycaster直线和所有模型相交的数组集合   let intersects = raycaster.intersectObjects(scene.children);   if (intersects.length > 0) {     alert('HELLO WORLD')     // 可以通过遍历实现点击不同mesh触发不同交互,如:     let selectedObj = intersects[0].object;     if (selectedObj.name === 'car') {       alert('汽车🚗')     }   } } window.addEventListener('click', onMouseClick, false); 

添加3D文字

使用 TextGeometry(text : String, parameters : Object) 添加 3D文字,以下是可设置属性的说明:

  • size:字号大小,一般为大写字母的高度。
  • height:文字的厚度。
  • weight:值为 normalbold,表示是否加粗。
  • font:字体,默认是 helvetiker,需对应引用的字体文件。
  • style:值为 normalitalics,表示是否斜体
  • bevelThickness:倒角厚度。
  • bevelSize:倒角宽度。
  • curveSegments:弧线分段数,使得文字的曲线更加光滑。
  • bevelEnabled:布尔值,是否使用倒角,意为在边缘处斜切。
var loader = new THREE.FontLoader(); loader.load('gentilis_regular.typeface.json', function (font) {   var textGeo = new THREE.TextGeometry('HELLO WORLD', {     font: font,     size: .8,     height: .8,     curveSegments: .05,     bevelThickness: .05,     bevelSize: .05,     bevelEnabled: true   });   var textMaterial = new THREE.MeshPhongMaterial({ color: 0x03c03c });   var mesh = new THREE.Mesh(textGeo, textMaterial);   mesh.position.set(0, 3.8, 0);   scene.add(mesh); }); 

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优化

现在模型加载已经基本完成了,但是 3D 模型的体积一般比较大,部署之后我发现网页加载非常慢,影响用户体验,减小模型体积是十分必要的,在网上找了很久压缩工具,发现在不需要安装大型 3D建模软件 的情况下,使用 obj2gltf 可以将体积较大的 OBJ 格式模型转化为 gltf 模型,有效优化模型体积,提升网页加载速度。

安装
npm install obj2gltf --save 
将obj模型复制到以下目录中
node_modulesobj2gltfbin 
执行转码指令
node obj2gltf.js -i demo.obj -o demo.gltf 

如图出现类似上述内容,转码完成,对比转化前后的文件体积,本例中 kas.obj 初始文件大小为 9.7M 转化后的文件 kas.gltf 只有 4.6M,体积缩小一半,此时将转化后的模型加载到页面上,肉眼几乎看不出模型效果的变化,同时页面加载速度得到明显提升。

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obj2gltf 也可以作为库使用,通过 node服务 实时转化模型,感兴趣的同学可以通过文章末尾链接深入学习。
也可以是使用 3D 建模软件如 blender 等手动通过减少模型 面数缩小体积 等途径对模型压缩优化,这种优化效果更明显。

完整代码

var model = require('@/assets/models/kas.gltf'); var container, stats, controls; var camera, scene, renderer, light, model; class Kas extends React.Component {   render () {     return (       <div id="kas"></div>     )   }   componentDidMount () {     this.initThree();   }   initThree () {     init();     animate();     function init () {       container = document.getElementById('kas');       scene = new THREE.Scene();       scene.fog = new THREE.Fog(0xa0a0a0, 200, 1000);       // 透视相机:视场、长宽比、近面、远面       camera = new THREE.PerspectiveCamera(70, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);       camera.position.set(600, 20, -200);       camera.lookAt(new THREE.Vector3(0, 0, 0));       // 半球光源:创建室外效果更加自然的光源       light = new THREE.HemisphereLight(0xffffff, 0x444444);       light.position.set(0, 20, 0);       scene.add(light);       light = new THREE.DirectionalLight(0xffffff);       light.position.set(0, 20, 10);       light.castShadow = true;       scene.add(light);       // 环境光       var ambiColor = '#0C0C0C';       var ambientLight = new THREE.AmbientLight(ambiColor);       scene.add(ambientLight);       // 网格       var grid = new THREE.GridHelper(1000, 100, 0x000000, 0x000000);       grid.material.opacity = 0.1;       grid.material.transparent = true;       grid.position.set(0, -240, 0);       scene.add(grid);       // 加载gltf模型       var loader = new THREE.GLTFLoader();       loader.load(model, function (object) {         object.scene.traverse(function (child) {           if (child.isMesh) {             child.castShadow = true;             child.receiveShadow = true;           }         });         object.scene.rotation.y = Math.PI / 2;         object.scene.position.set(0, -240, 0);         object.scene.scale.set(0.33, 0.33, 0.33);         model = object.scene;         scene.add(object.scene);       });       renderer = new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true, alpha: true });       renderer.setPixelRatio(window.devicePixelRatio);       renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);       renderer.setClearAlpha(0);       renderer.shadowMap.enabled = true;       container.appendChild(renderer.domElement);       window.addEventListener('resize', () => {         camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;         camera.updateProjectionMatrix();         renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);       }, false);       stats = new Stats();       container.appendChild(stats.dom);     }     function animate () {       var clock = new THREE.Clock()       requestAnimationFrame(animate);       var delta = clock.getDelta();       scene.rotation.y -= 0.015;       renderer.render(scene, camera);       stats.update();     }     // 增加点击事件     //声明raycaster和mouse变量     var raycaster = new THREE.Raycaster();     var mouse = new THREE.Vector2();     function onMouseClick(event) {       // 通过鼠标点击位置计算出raycaster所需要点的位置,以屏幕中心为原点,值的范围为-1到1.       mouse.x = (event.clientX / window.innerWidth) * 2 - 1;       mouse.y = - (event.clientY / window.innerHeight) * 2 + 1;       // 通过鼠标点的位置和当前相机的矩阵计算出raycaster       raycaster.setFromCamera(mouse, camera);       // 获取raycaster直线和所有模型相交的数组集合       var intersects = raycaster.intersectObjects(scene.children);       if (intersects.length > 0) {         alert('HELLO WORLD')       }     }     window.addEventListener('click', onMouseClick, false);   } } 

其他设计元素

本文主要介绍 3D元素 的加载,由于文章篇幅以及时间有限(博主太懒😂)其他元素的实现不做详细讲解(可能后续有时间会总结整理 maybe)感兴趣的同学可以扩展阅读以下其他大神优秀的文章。

流体背景

静态 液态背景图可以通过 SVG filter 实现,实现 动态 流体背景,可以阅读《Creating Patterns With SVG Filters》,可以使用Three.js 结合原生GLSL实现,可参考《CodePen Shader Template》示例来实现。

使用three.js实现炫酷的酸性风格3D页面

金属、霓虹、故障效果等酸性效果字体可以阅读我的另一篇文章《仅用CSS几步实现赛博朋克2077风格视觉效果》,也可以使用设计生成,由于时间关系,本文项目中的金属效果文字以及本文banner头图中的文字都是使用在线艺术字体生成网站生成的,感兴趣的同学可以自行尝试设计。

未来进一步优化

  • #todo 酸性风格液态背景实现。
  • #todo 3D模型液化金属化效果。

three.js 优秀案例推荐

最后给大家推荐几个非常惊艳的 three.js 项目来一起体验和学习,无论是页面交互、视觉设计还是性能优化都做到了极致,可以从中学到很多。

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参考资料

作者:dragonir 本文地址:https://www.cnblogs.com/dragonir/p/15350537.html

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