丰富你的第一个Three.js场景

上一篇文章中我们创建了我们的第一个Three.js场景，并在场景中加入了坐标系、平面、立方体和球体，在这篇文章中我们将进一步丰富我们的场景，向其中加入光源产生阴影、加入动画并添加控制器、最后加入两个在Three.js常用的插件。

我们采用的是CanvasRenderer渲染器，但在这篇文章之前发现它对聚光光源的支持上存在问题、同样的代码只是换了一个渲染器整个场景就变成黑色，可能是Three.js的一个小bug吧，而且它渲染出来的物体是存在很明显的线条，建议采用更为友好WebGl渲染器。

1、准备需要的Js文件

stats.js：https://github.com/mrdoob/three.js/tree/dev/examples/js/libs

dat.gui：https://github.com/mrdoob/three.js/tree/dev/examples/js/libs

2、向场景中加入聚光灯光源

上一节中我们为平面、立方体和球体都添加了表面材质MeshBasicMaterial材料，它是一种非光敏材料，渲染后物体的颜色始终为该材质的颜色，而不会由于光照产生明暗、阴影效果，本节中我们采用的是MeshPhongMaterial材质，没有光源的情况显示是黑色的，在光源下才会展现，即可以理解为天黑了看不见，Phong是镜面反射材料，类似于金属材质，关于Three.js的三种材质将会在后续中介绍。

......
var planeMaterial = new THREE.MeshPhongMaterial({color: 0xffffff});
......
var cubeMaterial = new THREE.MeshPhongMaterial({color: 0xff0000});
......
var sphereMateial = new THREE.MeshPhongMaterial({color: 0x7777ff});
......

向场景中加入聚光灯光源SpotLight，类似于手电筒，存在一定的角度并朝固定的方向照射。

var spotLight = new THREE.SpotLight(0xffffff);
spotLight.position.set(-40, 60, -10);
scene.add(spotLight);

3、为场景中物体添加阴影效果

由于阴影的渲染是要消耗大量资源的，所以Three.js默认是关闭阴影功能的，需要我们手动添加属性

（一）渲染器开启支持

renderer.shadowMapEnabled = true;

Three.js版本比较多吧，代码中也没有明显的版本标识，最新的版本已经将阴影属性改为renderer.shadowMap.enable，但是最新的版本阴影效果存在特别明显的锯齿效果，所以我使用了老版本，后面应该会修复。

（二）光源开启支持

spotLight.castShadow = true;

（三）接收平面开启支持

plane.receiveShadow = true;

（四）物体开启支持

cube.castShadow = true;
......
sphere.castShadow = true;

此时你看到的场景是这样的：


3、为立方体cube加入动画

我们采用requestAnimationFrame进行动画渲染，在此之前一般都是采用定时器的方法进行HTML的动画控制，但是定时器不会根据浏览器实时渲染情况进行调节，而且定时器是一直存在的，requestAnimationFrame完美的解决了这两个问题，它是和浏览器当前绑定的，即只有在渲染完当前一帧才会去渲染下一帧，而且在HTML最小化的时候是不会继续执行的，基本用法如下：

function renderSence() {
// Control Cube
cube.rotation.x += 0.02;
cube.rotation.y += 0.02;
cube.rotation.z += 0.02;

requestAnimationFrame(renderSence);
renderer.render(scene, camera);
console.log("Here");
}

为了方便动画渲染需要重新定义一个渲染函数renderSence，直接在自执行函数的最后调用该函数即可。requestAnimationFrame的使用可以抽象为递归函数，即在函数里面再次调用，在这里加入了Cube控制，每次渲染给立方体的角度添加0.02的角度，这样的效果就是立方体在场景中不停的旋转。为了查看requestAnimationFrame是否调用成功，可以在里面加入一段日志打印查看效果。

4、为球体加入动画

function renderSence() {
// Control Cube
cube.rotation.x += 0.02;
cube.rotation.y += 0.02;
cube.rotation.z += 0.02;
// Control Sphere
step += 0.04;
sphere.position.x = 20 + (10 * ( Math.cos(step) ));
sphere.position.y = 2 + (10 * Math.abs( Math.sin(step) ));
// Render With RequestAnimationFrame
requestAnimationFrame(renderSence);
renderer.render(scene, camera);
console.log("Here");
}

此时重新打开你的场景，你会看到立方体在不停的旋转、球体在按照既定路线跳跃，场景已经开始丰富起来啦！



5、加入JavaScript性能监视器Stats.js

Stats包含两个参数，每秒渲染次数FPS及每次渲染所需内存，使用它可以实时监控你的Three.js项目的运行情况，使用也是非常简单，首先给它准备个容器盒子

<div id="Stats-Output">

</div>

之后实例化一个对象并为它添加样式，最后在requestAnimationFrame中调用更新函数updata()。

var stats = initStats();

......
function initStats() {
var stats = new Stats();
stats.setMode(0);
stats.domElement.style.position = 'absolute';
stats.domElement.style.left = '0px';
stats.domElement.style.top = '0px';
document.getElementById("Stats-Output").appendChild(stats.domElement);
return stats;
}

function renderSence() {
......
stats.update();
......
}

此时可以看到上面动图中左上角的效果，点击可以查看每帧率内存占用情况。

6、添加动画控制器dat.gui.js，可以用来控制物体动画的变化值，即可以让立方体旋转变快变慢、球体运动速度加快减慢

var controls = new function () {
this.rotationSpeed = 0.02;
this.bouncingSpeed = 0.03;
};

var gui = new dat.GUI();
gui.add(controls, 'rotationSpeed', 0, 0.5);
gui.add(controls, 'bouncingSpeed', 0, 0.5);

function renderSence() {
// Control Cube
cube.rotation.x += controls.rotationSpeed;
cube.rotation.y += controls.rotationSpeed;
cube.rotation.z += controls.rotationSpeed;
// Control Sphere
step += controls.bouncingSpeed;
sphere.position.x = 20 + (10 * ( Math.cos(step) ));
sphere.position.y = 2 + (10 * Math.abs( Math.sin(step) ));
// Render With RequestAnimationFrame
requestAnimationFrame(renderSence);
renderer.render(scene, camera);
stats.update();
console.log("Here");
}

新建一个构造器函数controls，定义需要传递的参数rotationSpeed与bouncingSpeed，之后实例化dat.GUI对象，传递的参数分别为构造器函数、参数（对应构造器内部参数）、最小值、最大值，之后在requestAnimationFrame中将原来的静态变量改为controls的参数，这样就可以通过鼠标调节动画的属性啦！

后面我会持续更新有关Three.js的内容，如果觉得本文对您有帮助，请点击‘顶’支持一下

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