这是一个web 3D的项目，主要实现了汽车3D模型外观、内饰展示，实现开关车门、汽车开动动画。

项目预览地址： 普拉多全景展示

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项目过程

研究three.js和webgl有一段时间了，踩过各种坑，也尝试多种方法解决问题，实现了基本功能。主要涉及功能：
1、舞台场景搭建；
2、添加光照（环境光、点光源、炫光）
3、相机控制 (角度控制、位置)
4、场景点击事件
5、模型加载(fbx、obj以及obj转js)
6、纹理贴图、法线贴图、凹凸贴图，以及环境贴图
7、材质（玻璃材质、纹理材质）
8、着色器材质（glsl）
9、动画（fbx动画、轮胎动画、相机动画、tween.js）

项目待优化

1、项目整体设计感
2、交互流畅度
3、材质渲染，增加整体质感

一个完整的3D环境包含以下元素:

1.场景(Scene)：是物体、光源等元素的容器，
2.相机（Camera）：控制视角的位置、范围以及视觉焦点的位置,一个3D环境中只能存在一个相机
3.物体对象（Mesh）：包括二维物体（点、线、面）、三维物体、粒子
4.光源（Light）：包括全局光、平行光、点光源
5.渲染器（Renderer）:指定渲染方式，如webGL\canvas2D\Css2D\Css3D等。
6.控制器(Control): 相机控件，可通过键盘、鼠标控制相机的移动

场景(Scene)

物体、光源、控制器的添加必须使用secen.add(object)添加到场景中才能渲染出来。
一个3D项目中可同时存在多个scene，通过切换render的scene来切换显示场景

var scene = new THREE.Scene();
var mesh=scene.getObjectByName("sky");//获取场景中name=sky的物体；

相机（Camera）

相机根据投影方式分两种：正交投影相机和透视投影相机

正交投影相机:THREE.OrthographicCamera(left, right, top, bottom, near, far),大小不因远近而变化
透视投影相机:THREE.PerspectiveCamera(fov, aspect, near, far)，遵循近大远小的空间规则

一般情况下，我们使用的是透视投影相机，其参数为：

fov: 垂直方向夹角
aspect:可视区域长宽比 width/height
near:渲染区域离摄像机最近的距离
far:渲染区域离摄像机最远的距离，3仅在距离摄像机near和far间的区域会被渲染到 canvas中

相机有两个重要的参数：

camera.position：控制相机在整个3D环境中的位置（取值为3维坐标对象-THREE.Vector3(x,y,z)）
camera.lookAt：控制相机的焦点位置，决定相机的朝向（取值为3维坐标对象-THREE.Vector3(x,y,z)）

主要应用

1.设置相机焦点位置为原点坐标或某物体的位置坐标：camera.lookAt(new THREE.Vector3(0,0,0))，循环改变camera.position的位置，可以实现围绕物体旋转 360度观看物体的动画。

2.同时循环设置camera.lookAt和camera.position,可以实现以第一人称视角在空间自由移动的动画

物体（Mesh）

一个完整的物体对象mesh包括形状Geometry和材质Material

• Mesh：三维物体，包括Geometry、Material，设置其name属性可以通过scene.getObjectByName(name)获取该物体对象;
• Geometry：包括平面Plane、圆形Circle、立方体Cube、球体Sphere、圆柱Cylinder、多面体Polyhedron等，拥有以下属性：
• Material：包括基础材质MeshBasicMaterial，深度材质MeshDepthMaterial、法向材质MeshNormalMaterial、面材质MeshFacelMaterial、朗柏材质MeshLambertMaterial、phone材质MeshPhongMaterial、着色器材质ShaderMaterial

以下代码以创建name为sky一个立方体为例，使用6张图片作为材质贴到立方体内部

var path = "resource/sky/";
var format = '.jpg';
var urls = [
        path + 'px' + format, path + 'nx' + format,
        path + 'py' + format, path + 'ny' + format,
        path + 'pz' + format, path + 'nz' + format
    ];
var materials = []; 
for (var i = 0; i < urls.length; ++i) {
    var loader = new THREE.TextureLoader();
    loader.setCrossOrigin( this.crossOrigin );
    var texture = loader.load( urls[i], function(){}, undefined, function(){} );
    materials.push(new THREE.MeshBasicMaterial({
        map: texture, 
        overdraw: true,
        side: THREE.BackSide,
        //transparent: true,
        //needsUpdate:true
    })
    ); 
} 
var cube = new THREE.Mesh(new THREE.CubeGeometry(9000,9000,9000), new THREE.MeshFaceMaterial(materials)); 
cube.name="sky";
scene.add(cube);

记住以下几点：

1. 物体mesh的大小是由构成三维物体形状的顶点坐标mesh.geometry.vertices和缩放级别mesh.scale(vector3)决定的,初始化创建物体时由传入的参数确定了形状顶点坐标mesh.geometry.vertices，后面需要修改物体大小使用mesh.scale进行缩放
2. 物体的透明度是材质的透明度属性mesh.material.opacity决定的，若需要设置透明度，需将材质的是否支持半透明属性mesh.material.transparent设置为true
3. 在页面运行期间需要改变物体的材质或属性需要同步设置mesh.material.needsUpdate=true
4. 若物体使用了THREE.MultiMaterial材质（如上面的例子如果多张图作为贴图材质），则会将所有材质放到mesh.meterials数组中，修改材质需要对每一个材质mesh.materials.material进行单独修改
5. 修改mesh.rotation、mesh.position、mesh.visible可设置物体旋转角度、位置、可见性。注意将物体的visible从false改成true,可能会造成画面卡顿

光源（Light）

全局光：THREE.AmbientLight，影响整个scene的光源，一般是为了弱化阴影或调整整体色调，可设置光照颜色，以颜色的明度确定光源亮度
平行光：THREE.DirectionalLight，模拟类似太阳的光源，所有被照射的区域亮度是一致的，可设置光照颜色、光照方向（通过向量确定方向），以颜色的明度确定光源亮度
点光源：THREE.PointLight：单点发光，照射所有方向，可设置光照强度，光照半径和光颜色

以下分别在 scene中添加了全局光，1个平行光及5个点光源，项目中平行光作为主要光源、点光源主要用于暗部补光。

var ambient = new THREE.AmbientLight( 0xcccccc );
scene.add( ambient );
var directionalLight = new THREE.DirectionalLight( 0xcccccc );
directionalLight.position.set( -2, 9, 1).normalize();//设置平行光方向
scene.add( directionalLight );
var pointlight = new THREE.PointLight(0xffffff, 1, 3000); 
pointlight.position.set(0, 0, 2000);//设置点光源位置
scene.add( pointlight );
var pointlight2 = new THREE.PointLight(0xffffff, 1, 2000);
pointlight2.position.set(-1000, 1000, 1000);
scene.add( pointlight2 );
var pointlight_back = new THREE.PointLight(0xffffff, 1, 2000); 
pointlight_back.position.set(0, 0, -2000);
scene.add( pointlight_back );
var pointlight_left = new THREE.PointLight(0xffffff, 1, 2000); 
pointlight_left.position.set( -2000, 0,0);
scene.add( pointlight_left );
var pointlight_right = new THREE.PointLight(0xffffff, 1, 2000); 
pointlight_right.position.set(0,  -2000, 0);
scene.add( pointlight_right );

渲染器(Renderer)

一般情况下我们使用的是WebGL渲染器。

var renderer = new THREE.WebGLRenderer();
renderer.setPixelRatio( window.devicePixelRatio );//设置canvas的像素比为当前设备的屏幕像素比，避免高分屏下模糊
renderer.setSize( _container.offsetWidth, _container.offsetHeight );//设置渲染器大小,即canvas画布的大小
container.appendChild( renderer.domElement );//在页面中添加canvas

控制器（Controls）

FlyControls:飞行控制，用键盘和鼠标控制相机的移动和转动
OrbitControls::轨道控制器，模拟轨道中的卫星，绕某个对象旋转平移，用键盘和鼠标控制相机位置
PointerLockControls:指针锁定，鼠标离开画布依然能被捕捉到鼠标交互，主要用于游戏
TrackballControls：轨迹球控制器，通过键盘和鼠标控制前后左右平移和缩放场景
TransformControls:变换物体控制器，可以通过鼠标对物体的进行拖放等操作

示例：

<!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <title></title>
    </head>
    <body>
    <div id="space"></div>  
    <script   src="https://code.jquery.com/jquery-1.12.4.min.js"   integrity="sha256-ZosEbRLbNQzLpnKIkEdrPv7lOy9C27hHQ+Xp8a4MxAQ="   crossorigin="anonymous"></script>
    <script src="../js/lib/threejs/three.js"></script>

    <script src="../js/lib/threejs/OrbitControls.js"></script>
    <script>


            var container, stats;

            var camera, scene, renderer;

            var mouseX = 0, mouseY = 0;

            var windowHalfX = window.innerWidth / 2;
            var windowHalfY = window.innerHeight / 2;


            init();
            animate();
            var mesh;

            function init() {

                container = document.getElementById("space")
                camera = new THREE.PerspectiveCamera( 45, window.innerWidth / window.innerHeight, 1, 5000 );
                camera.position.set(0, 0, 1500);

                scene = new THREE.Scene();

                var ambient = new THREE.AmbientLight( 0xffffff );
                scene.add( ambient );


                var directionalLight = new THREE.DirectionalLight( 0xffffff );
                directionalLight.position.set( -5, 5, 5).normalize();
                scene.add( directionalLight );

                var pointlight = new THREE.PointLight(0x63d5ff, 1, 200); 
                pointlight.position.set(0, 0, 200);
                scene.add( pointlight );                
                var pointlight2 = new THREE.PointLight(0xffffff, 1, 200); 
                pointlight2.position.set(-200, 200, 200);
                scene.add( pointlight2 );
                var pointlight3 = new THREE.PointLight(0xffffff, 1.5, 200); 
                pointlight3.position.set(-200, 200, 0);
                scene.add( pointlight3 );

                var controls = new THREE.OrbitControls(camera,container);
            //controls.maxPolarAngle=1.5;
            //controls.minPolarAngle=1;
            controls.enableDamping=true;
            controls.enableKeys=false;
            controls.enablePan=false;
            controls.dampingFactor = 0.1;
            controls.rotateSpeed=0.1;
    //      controls.enabled = false;
            //controls.minDistance=1000;
            //controls.maxDistance=3000;



                var path = "../resource/sky/";
                var format = '.jpg';
                var urls = [
                        path + 'px' + format, path + 'nx' + format,
                        path + 'py' + format, path + 'ny' + format,
                        path + 'pz' + format, path + 'nz' + format
                    ];
                var skyMaterials = []; 
                for (var i = 0; i < urls.length; ++i) {
                    var loader = new THREE.TextureLoader();
                    loader.setCrossOrigin( this.crossOrigin );
                    var texture = loader.load( urls[i], function(){}, undefined, function(){} );

                    skyMaterials.push(new THREE.MeshBasicMaterial({
                        //map: THREE.ImageUtils.loadTexture(urls[i], {},function() { }), 
                        map: texture, 
                        overdraw: true,
                        side: THREE.BackSide,
                        //transparent: true,
                        //needsUpdate:true,
                        premultipliedAlpha: true
                        //depthWrite:true,

        //              wireframe:false,
                    })
                    ); 

                } 

                var cube = new THREE.Mesh(new THREE.CubeGeometry(500, 500,500), new THREE.MeshFaceMaterial(skyMaterials)); 
                cube.name="sky";
                scene.add(cube);
                renderer = new THREE.WebGLRenderer();
                renderer.setPixelRatio( window.devicePixelRatio );
                renderer.setSize( window.innerWidth, window.innerHeight );
                container.appendChild( renderer.domElement );

                document.addEventListener( 'mousemove', onDocumentMouseMove, false );
                window.addEventListener( 'resize', onWindowResize, false );

            }

            function onWindowResize() {

                windowHalfX = window.innerWidth / 2;
                windowHalfY = window.innerHeight / 2;

                camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;
                camera.updateProjectionMatrix();
                renderer.setSize( window.innerWidth, window.innerHeight );

            }

            function onDocumentMouseMove( event ) {

                mouseX = ( event.clientX - windowHalfX ) / 2;
                mouseY = ( event.clientY - windowHalfY ) / 2;

            }

            //

            function animate() {

                requestAnimationFrame( animate );
                render();

            }

            function render() {

//              camera.position.x += ( mouseX - camera.position.x ) ;
//              camera.position.y += ( mouseY - camera.position.y ) ;

                camera.lookAt( scene.position );

                renderer.render( scene, camera );

            }

    </script>
    </body>
</html>

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