近年来web得到了快速的发展。随着HTML5的普及，网页的表现能力越来越强大。网页上已经可以做出很多复杂的动画，精美的效果。 但是，人总是贪的。那么，在此之上还能做什么呢？其中一种就是通过WebGL在网页中绘制高性能的3D图形。

OpenGL 它是最常用的跨平台图形库。

WebGL 是基于 OpenGL 设计的面向web的图形标准，提供了一系列JavaScript API，通过这些API进行图形渲染将得以利用图形硬件从而获得较高性能。

而 Three.js 是通过对 WebGL 接口的封装与简化而形成的一个易用的图形库。

简单点的说法 threejs=three + js ，three表示3D的意思，js表示javascript的意思。那么合起来，three.js就是使用javascript 来写3D程序的意思。而javascript的计算能力因为google的V8引 擎得到了迅猛的增强，做3D程序，做服务器都没有问题。

WebGL 门槛相对较高，需要相对较多的数学知识（线性代数、解析几何）。因此，想要短时间上手 WebGL 还是挺有难度的。 Three.js 对 WebGL 提供的接口进行了非常好的封装，简化了很多细节，大大降低了学习成本。并且，几乎没有损失 WebGL 的灵活性。

因此，从 Three.js入 手是值得推荐的，这可以让你在较短的学习后就能面对大部分需求场景。

Three.js 的入门是相对简单的，但是当我们真的去学的时候，会发现一个很尴尬的问题：相关的学习资料很少。

通常这种流行的库都有很完善的文档，很多时候跟着官方的文档或官方的入门教程学习就是最好的路线。但Three不是的，它的文档对初学者来说太过简明扼要。

不过官方提供了非常丰富的examples，几乎所有你需要的用法都在某个example中有所体现。但这些example不太适合用来入门，倒是适合入门之后的进一步学习。

这里推荐一些相对较好的教程：

当然，实际的学习过程中这些资料肯定是不太够的，遇到问题还是要自己去查资料。不过这里要提醒一下，Three.js的更新是相当频繁的，现在是r80版本，自2010年4月发布r1以来，这已经是第72个版本了(中间有的版本号跳过了)。因此，在网上找到的资料有些可能是不适合当前版本的，需要注意甄别(前面推荐的资料也都或多或少存在这样的问题)。

要在屏幕上展示3D图形，思路大体上都是这样的：

1、构建一个三维空间

Three中称之为场景(Scene)

2、选择一个观察点，并确定观察方向/角度等

Three中称之为相机(Camera)

3、在场景中添加供观察的物体

Three中的物体有很多种，包括Mesh,Line,Points等，它们都继承自Object3D类

4、将观察到的场景渲染到屏幕上的指定区域

Three中使用Renderer完成这一工作

场景是所有物体的容器，也对应着我们创建的三维世界。

Camera是三维世界中的观察者，为了观察这个世界，首先我们要描述空间中的位置。 Three中使用采用常见的右手坐标系定位。

Three中的相机有两种，分别是正投影相机THREE.OrthographicCamera和透视投影相机THREE.PerspectiveCamera。

这里补充一个视景体的概念：视景体是一个几何体，只有视景体内的物体才会被我们看到，视景体之外的物体将被裁剪掉。这是为了去除不必要的运算。

正交投影相机的视景体是一个长方体，OrthographicCamera的构造函数是这样的：

Camera本身可以看作是一个点，left则表示左平面在左右方向上与Camera的距离。另外几个参数同理。于是六个参数分别定义了视景体六个面的位置。

可以近似地认为，视景体里的物体平行投影到近平面上，然后近平面上的图像被渲染到屏幕上。

2）透视投影相机

fov对应着图中的视角，是上下两面的夹角。aspect是近平面的宽高比。在加上近平面距离near，远平面距离far，就可以唯一确定这个视景体了。

透视投影相机很符合我们通常的看东西的感觉，因此大多数情况下我们都是用透视投影相机展示3D效果。

有了相机，总要看点什么吧？在场景中添加一些物体吧。

Three中供显示的物体有很多，它们都继承自Object3D类，这里我们主要看一下Mesh和Points两种。

1）Mesh

我们都知道，计算机的世界里，一条弧线是由有限个点构成的有限条线段连接得到的。线段很多时，看起来就是一条平滑的弧线了。

计算机中的三维模型也是类似的，普遍的做法是用三角形组成的网格来描述，我们把这种模型称之为Mesh模型。

geometry是它的形状，material是它的材质。

不止是Mesh，创建很多物体都要用到这两个属性。下面我们来看看这两个重要的属性。

2）Geometry

Geometry，形状，相当直观。Geometry通过存储模型用到的点集和点间关系(哪些点构成一个三角形)来达到描述物体形状的目的。

Three提供了立方体(其实是长方体)、平面(其实是长方形)、球体、圆形、圆柱、圆台等许多基本形状；

你也可以通过自己定义每个点的位置来构造形状；

对于比较复杂的形状，我们还可以通过外部的模型文件导入。

3）Material

Material，材质，这就没有形状那么直观了。

材质其实是物体表面除了形状以为所有可视属性的集合，例如色彩、纹理、光滑度、透明度、反射率、折射率、发光度。

这里讲一下材质(Material)、贴图(Map)和纹理(Texture)的关系。

材质上面已经提到了，它包括了贴图以及其它。

贴图其实是‘贴’和‘图’，它包括了图片和图片应当贴到什么位置。

纹理嘛，其实就是‘图’了。

Three提供了多种材质可供选择，能够自由地选择漫反射/镜面反射等材质。

4）Points

讲完了Mesh，我们来看看另一种Object——Points。

Points其实就是一堆点的集合，它在之前很长时间都被称为ParticleSystem(粒子系统)，r68版本时更名为PointCloud,r72版本时才更名为Points。更名主要是因为，Mr.doob认为，粒子系统应当是包括粒子和相关的物理特性的处理的一套完整体系，而Three中的Points简单得多。因此最终这个类被命名为Points。

5）Light

神说：要有光！

光影效果是让画面丰富的重要因素。

Three提供了包括环境光AmbientLight、点光源PointLight、 聚光灯SpotLight、方向光DirectionalLight、半球光HemisphereLight等多种光源。

只要在场景中添加需要的光源就好了。

6）Renderer

在场景中建立了各种物体，也有了光，还有观察物体的相机，是时候把看到的东西渲染到屏幕上了。这就是Render做的事情了。

Renderer绑定一个canvas对象，并可以设置大小，默认背景颜色等属性。

调用Renderer的render函数，传入scene和camera，就可以把图像渲染到canvas中了。

现在，一个静态的画面已经可以得到了，怎么才能让它动起来？

很简单的想法，改变场景中object的位置啊角度啊各种属性，然后重新调用render函数渲染就好了。

那么重新渲染的时机怎么确定？

HTML5为我们提供了requestAnimFrame，它会自动在每次页面重绘前调用传入的函数。

如果我们一开始这样渲染：

只需要改成这样：

object就可以动起来了！

下面我们用一个简单的例子来梳理一下这个过程。

首先写一个有Canvas元素的页面吧。

下面来做Javascript的部分

首先初始化Renderer

初始化场景:

初始化相机：

要唯一确定一个相机的位置与方向，position、up、lookAt三个属性是缺一不可的。

这里我们创建了一个正交投影相机，这里我将视景体大小与屏幕分辨率保持一致只是为了方便，这样坐标系中的一个单位长度就对应屏幕的一个像素了。

我们将相机放在Z轴上，面向坐标原点，相机的上方向为Y轴方向，注意up的方向和lookAt的方向必然是垂直的（类比自己的头就知道了）。

下面添加一个立方体到场景中：

注意我们使用了法向材质 MeshNormalMaterial ，这样立方体每个面的颜色与这个面对着的方向是相关的，更便于观察/调试。

在这个简单的demo里我不打算添加光影效果，而法向材质对光也是没有反应的。 最后来创建一个动画循环吧

每次重绘都让这个立方体转动一点点。 当页面加载好时，调用前面这些函数就好了。

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作为一个前端小白，突然接触three.js&webgl除了懵逼还是懵逼，不过作为一个技术人对于挑战也许就是软件开发中真正的乐趣，至少不会埋头调试一遍又一遍重复的页面数据，上上下下左左右右BABA......简直枯燥到极点。不过three.js&webgl不得不说给我打开了新的世界，接下来我就简单讲述一下我的学习之旅。

Three.js 是一款运行在浏览器中的 3D 引擎，是JavaScript编写的WebGL第三方库，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,three.js内部也是webgl的封装，封装了大量了webgl API ，让比较繁琐的webgl更加简便。

WebGL（全写Web Graphics Library）是一种3D绘图协议，它让可以让开发进一步去了解图形渲染，Webgl是JavaScript和OpenGL ES 2.0合并出来的升级版，通过webgl可以让前端开发者们脱离开css渲染，可以了解更加底层的渲染，WebGL也可以为HTML5 Canvas提供硬件3D加速渲染，webgl是通过系统显卡来在浏览器里更流畅地展示3D场景和模型，加入shader(着色器)来对图形渲染，学习webgl需要具备相应的图形学算法，属于目前图形渲染开发的高级技术之一。目前webgl也运用在游戏，视频特效，包含untiy3D也是集成webgl。

three.js中主要由摄像机 ，场景 ，渲染器 , 资源加载器，素材组成

webgl中的所有东西都是基于摄像机去展示的，可以利用摄像头的视角形成对3d视图观测视角，比如鱼眼视角，从而就让我们可以在平面图上可以开发出真实场景的3D视图。接下来我们看看怎么用three.js创建一个摄像机：

摄像机有了但是为了让景物可以更好的展现，这时候我们就需要一个展示景物的场景，three.js也为我们封装好了，如下所示可以创建一个场景：

渲染器是webgl的渲染启动开关，他可以调用render方式把场景渲染到摄像机。

three.js加载资源不同我们常见的html一样，直接通过src属性加载，而是通过TextureLoader.load来加载资源。

素材常见的包含网格，灯光等许多元素下面我就举个例子

http://www.sunql.top/webgldemo/index.html

https://github.com/sunql0827/webgldemo.git

https://gitee.com/sunql-hugh/webgldemo.git

通过这次基于three.js的webgl全景图开发之旅为我对视图渲染打开了一道新的大门，不过webgl的厉害之处还有很多很多是我还未涉及到了，以后还需要更加努力了。

1、three.js    https://threejs.org/build/three.js

2、搭建项目环境 我使用的live-server

3、720°全景图

目录结构

mian.js

(function () {

  // 在THREEjs中，渲染一个3d世界的必要因素是场景（scene）、相机（camera）、渲染器（renderer）。渲染出一个3d世界后，可以往里面增加各种各样的物体、光源等，形成一个3d世界。

  // 创建场景

  const scene = new THREE.Scene()

  // 创建透视摄像机

  // new THREE.PrespectiveCamera('视角', '指投影窗口长宽比例', '表示重距离摄像机多远的位置开始渲染', '表示距离摄像机多远的位置截止渲染')

  // 正交摄像机是一个矩形可视区域，物体只有在这个区域内才是可见的物体无论距离摄像机是远或事近，物体都会被渲染成一个大小。一般应用场景是2.5d游戏如跳一跳、机械模型

  // 透视摄像机是最常用的摄像机类型，模拟人眼的视觉，近大远小（透视）。Fov表示的是视角，Fov越大，表示眼睛睁得越大，离得越远，看得更多。如果是需要模拟现实，基本都是用这个相机

  const camera = new THREE.PerspectiveCamera(90, window.innerWidth / window.innerHeight, 1, 1000)

  // 创建ThreeJs渲染器

  const renderer = new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true })

  // 设置渲染器场景的大小

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

  // 渲染器添加到页面

  document.body.appendChild(renderer.domElement)

  // 上面的确是把3d世界画出来了，只是没有什么东西。在three.js中，我们需要增加光源和mesh

  // mesh即是网格。在计算机里，3D世界是由点组成的，无数的面拼接成各种形状的物体。这种模型叫做网格模型。一条线是两个点组成，一个面是3个点组成，一个物体由多个3点组成的面组成

  // 而网格（mesh）又是由几何体（geometry）和材质（material）构成的

  //  我们所能想象到的几何体，框架都自带了，我们只需要调用对应的几何体构造函数即可创建。几何体的创建方法都是new，如BoxBuffer：const geometry = new THREE.BoxBufferGeometry( 1, 1, 1 )

  // 创建的时候，一般定义了渲染一个 3D 物体所需要的基本数据：Face 面、Vertex 顶点等信息。THREE.xxxGeometry指的是框架自带的几何体，不同几何体所需要的参数有所不同，大概是width、height、radius、depth、segment、detail、angle等属性

  // 更多geometry相关api

  // BufferGeometry和Geometry有什么不同?就实现的效果来说它们都是一样，但是BufferGeometry的多了一些顶点属性，且性能较好。对于开发者来说，Geometry对象属性少体验更好。THREE解析几何体对象的时候，如果是Geometry，则会把对象转换成ufferGeometry对象，再进行下一步渲染

  // 创建几何模型

  // THREE.BoxGeometry('x轴长', 'y轴长', 'z轴长')

  const geometry = new THREE.SphereGeometry(50, 256, 256)

  // 创建贴图 720°图片，需要硬件支持 这里的图是借用网络上面的

  const texture = new THREE.TextureLoader().load('https://qhyxpicoss.kujiale.com/r/2019/07/01/L3D137S8ENDIADDWAYUI5L7GLUF3P3WS888_3000x4000.jpg?x-oss-process=image/resize,m_fill,w_1600,h_920/format,webp')

  //创建材质

  const material = new THREE.MeshBasicMaterial({ map: texture })

  // 渲染球体的双面

  material.side = THREE.DoubleSide

  // 创建网格对象

  const mesh = new THREE.Mesh(geometry, material)

  // 网格对象填加到场景

  scene.add(mesh)

  // 摄像机放球体中心

  camera.position.set(-0.3, 0, 0)

  // 控制器（如果报错去github自己拷贝一个OrbitControls.js https://github.com/mrdoob/three.js/blob/dev/examples/js/controls/OrbitControls.js ）

  const controls = new THREE.OrbitControls(camera, renderer.domElement)

  controls.addEventListener("change", () =>{

    renderer.render(scene, camera)

  })

  controls.minDistance = 1

  controls.maxDistance = 2000

  controls.enablePan = false

  // 调整max

  controls.minDistance = 1 // controls.maxDistance = 200

  controls.maxDistance = 2

  function animate () {

    requestAnimationFrame(animate)

    renderer.render(scene, camera)

  }

  animate()

  window.onresize = function () {

    camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight

    camera.updateProjectionMatrix()

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

  }

})()