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three.js 07-02 之 Sprite 用 Canvas 画布格式化粒子

2018-01-18 16:25 615 查看
    经过前面一篇的介绍，相信大家已经对 three.js 有了一个基本的总体上的认识。但是那么了无生趣的粒子实在难看。本篇就来介绍如何通过 Canvas 画布来格式化 Sprite 粒子。相信读过我上一篇博文的朋友应该记得，SpriteMaterial 属性中有一个叫“map”的属性，它实际上是一个 THREE.Texture 对象。通过这个 THREE.Texture 对象，我们可以利用 Canvas 画布来格式化我们的粒子。

    想要通过 Canvas 画布来格式化我们的粒子，那么就要求你必须熟悉 Canvas API 的基本用法。下面我们先给出一个完整示例，代码如下所示：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>示例 07.01 - Particles</title>
<script src="../build/three.js"></script>
<script src="../build/js/controls/OrbitControls.js"></script>
<script src="../build/js/libs/stats.min.js"></script>
<script src="../build/js/libs/dat.gui.min.js"></script>
<script src="../jquery/jquery-3.2.1.min.js"></script>
<style>
body {
/* 设置 margin 为 0，并且 overflow 为 hidden，来完成页面样式 */
margin: 0;
overflow: hidden;
}
/* 统计对象的样式 */
#Stats-output {
position: absolute;
left: 0px;
top: 0px;
}
</style>
</head>
<body>

<!-- 用于 WebGL 输出的 Div -->
<div id="webgl-output"></div>
<!-- 用于统计 FPS 输出的 Div -->
<div id="stats-output"></div>

<!-- 运行 Three.js 示例的 Javascript 代码 -->
<script type="text/javascript">

var scene;
var camera;
var render;
var webglRender;
//var canvasRender;
var controls;
var stats;
var guiParams;

var ground;
var particle;

var ambientLight;
var spotLight;
var axesHelper;
//var cameraHelper;

$(function() {
stats = initStats();
scene = new THREE.Scene();

webglRender = new THREE.WebGLRenderer( {antialias: true, alpha: true} ); // antialias 抗锯齿
webglRender.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
webglRender.setClearColor(0x0F0F0F, 1.0); // 0xeeeeee
webglRender.shadowMap.enabled = true; // 允许阴影投射
render = webglRender;

camera = new THREE.PerspectiveCamera(45, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.01, 2147483647); // 2147483647
camera.position.set(0, 0, 200);

var target = new THREE.Vector3(10, 0 , 0);
controls = new THREE.OrbitControls(camera, render.domElement);
controls.target = target;
camera.lookAt(target);

$('#webgl-output')[0].appendChild(render.domElement);
window.addEventListener('resize', onWindowResize, false);

// 加入一个坐标轴：X（橙色）、Y（绿色）、Z（蓝色）
axesHelper = new THREE.AxesHelper(60);
scene.add(axesHelper);

ambientLight = new THREE.AmbientLight(0x0c0c0c);
scene.add(ambientLight);

spotLight = new THREE.SpotLight(0xffffff);
spotLight.position.set(0, 260, 230);
spotLight.shadow.mapSize.width = 5120; // 必须是 2的幂，默认值为 512
spotLight.shadow.mapSize.height = 5120; // 必须是 2的幂，默认值为 512
spotLight.castShadow = true;
scene.add(spotLight);
//cameraHelper = new THREE.CameraHelper(spotLight.shadow.camera);
//scene.add(cameraHelper);

// 创建粒子
createParticles4Canvas(true, 0.8, 0xffffff);

/** 用来保存那些需要修改的变量 */
guiParams = new function() {
this.rotationSpeed = 0.01;
}
/** 定义 dat.GUI 对象，并绑定 guiParams 的几个属性 */
var gui = new dat.GUI();
gui.add(guiParams, 'rotationSpeed', 0, 0.02, 0.001);

renderScene();
});

/** 渲染场景 */
function renderScene() {
stats.update();
rotateMesh(); // 旋转物体

requestAnimationFrame(renderScene);
render.render(scene, camera);
}

/** 初始化 stats 统计对象 */
function initStats() {
stats = new Stats();
stats.setMode(0); // 0 为监测 FPS；1 为监测渲染时间
$('#stats-output').append(stats.domElement);
return stats;
}

/** 当浏览器窗口大小变化时触发 */
function onWindowResize() {
camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;
camera.updateProjectionMatrix();
render.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
}

/** 旋转物体 */
var step = 0;
function rotateMesh() {
step += guiParams.rotationSpeed;
scene.traverse(function(mesh) {
if (mesh instanceof THREE.Group) {
mesh.rotation.x = step;
//mesh.rotation.y = step;
//mesh.rotation.z = step;
}
});
}

/** 创建 5000 个粒子 */
function createParticles4Canvas(transparent, opacity, color) {
var group = new THREE.Group();
var material = new THREE.SpriteMaterial({
transparent: transparent,
opacity, opacity,
map: getTexture(),
color: color
});

var range = 500;
for (var i = 0; i < 5000; i++) {
particle = new THREE.Sprite(material);
var x = Math.random() * range - range / 2;
var y = Math.random() * range - range / 2;
var z = Math.random() * range - range / 2;
particle.position.set(x, y, z);
group.add(particle);
}

group.name = "particles";
scene.remove(scene.getObjectByName(group.name));
scene.add(group);
}

/** 利用 Canvas 创建一个类似精灵的纹理图案 */
function getTexture() {
var canvas = document.createElement('canvas');
canvas.width = 32;
canvas.height = 32;
var ctx = canvas.getContext('2d');

ctx.translate(-81, -84);

ctx.fillStyle = "orange";
ctx.beginPath();
ctx.moveTo(83, 116);
ctx.lineTo(83, 102);
ctx.bezierCurveTo(83, 94, 89, 88, 97, 88);
ctx.bezierCurveTo(105, 88, 111, 94, 111, 102);
ctx.lineTo(111, 116);
ctx.lineTo(106.333, 111.333);
ctx.lineTo(101.666, 116);
ctx.lineTo(97, 111.333);
ctx.lineTo(92.333, 116);
ctx.lineTo(87.666, 111.333);
ctx.lineTo(83, 116);
ctx.fill();

// 眼睛
ctx.fillStyle = "white";
ctx.beginPath();
ctx.moveTo(91, 96);
ctx.bezierCurveTo(88, 96, 87, 99, 87, 101);
ctx.bezierCurveTo(87, 103, 88, 106, 91, 106);
ctx.bezierCurveTo(94, 106, 95, 103, 95, 101);
ctx.bezierCurveTo(95, 99, 94, 96, 91, 96);
ctx.moveTo(103, 96);
ctx.bezierCurveTo(100, 96, 99, 99, 99, 101);
ctx.bezierCurveTo(99, 103, 100, 106, 103, 106);
ctx.bezierCurveTo(106, 106, 107, 103, 107, 101);
ctx.bezierCurveTo(107, 99, 106, 96, 103, 96);
ctx.fill();

// 瞳孔
ctx.fillStyle = "blue";
ctx.beginPath();
ctx.arc(101, 102, 2, 0, Math.PI * 2, true);
ctx.fill();
ctx.beginPath();
ctx.arc(89, 102, 2, 0, Math.PI * 2, true);
ctx.fill();

var texture = new THREE.Texture(canvas);
texture.needsUpdate = true;
return texture;
}

</script>
</body>
</html>
    在这个示例中，创建粒子的过程跟前一篇的基本一样，唯一不同的地方就是我们在构造 THREE.SpriteMaterial 材质时传入了几个具体的参数，其中 map 参数传入了一个 getTexture() 函数。在这个函数中，我们先用 document.createElement('canvas') 创建了一个 Canvas 对象，并设置它的宽和高为 32。然后通过 getContext('2d') 函数获取它的二维画布，接着利用它的一些绘图 API 绘制了一个小精灵图案。最后我们用
THREE.Texture() 构造出一个纹理对象并返回给调用者。最后绘制出来的效果就像这样

。
    因此，采用这种方法的好处是你可以随心所欲的格式化你的粒子外观。但这要求你非常精通 Canvas API 的各种用法。

未完待续···
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