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vue+three.js实现炫酷的3D登陆页面示例详解

2024-04-02 19:04:59 320人浏览独家记忆

摘要

目录前言：Three.js的基础知识关于场景关于光源关于相机（重要）关于渲染器完善效果创建一个左上角的地球使地球自转创建星星使星星运动创建云以及运动轨迹使云运动完成three.js有

前言：

大家好，我是xx传媒严导（xx这两个字请自行脑补）。

该篇文章用到的主要技术：vue3、three.js

我们先看看成品效果：

高清大图预览（会有些慢）：

座机小图预览：

废话不多说，直接进入正题

Three.js的基础知识

想象一下，在一个虚拟的3D世界中都需要什么？首先，要有一个立体的空间，其次是有光源，最重要的是要有一双眼睛。下面我们就看看在three.js中如何创建一个3D世界吧！

创建一个场景
设置光源
创建相机，设置相机位置和相机镜头的朝向
创建3D渲染器，使用渲染器把创建的场景渲染出来

此时，你就通过three.js创建出了一个可视化的3D页面，很简单是吧！

关于场景

你可以为场景添加背景颜色，或创建一个盒模型（球体、立方体），给盒模型的内部贴上图片，再把相机放在这个盒模型内部以达到模拟场景的效果。盒模型的方式多用于360度全景，比如房屋vr展示

【登陆页面】创建场景的例子：

const scene = new THREE.Scene()
// 在场景中添加雾的效果，Fog参数分别代表‘雾的颜色'、‘开始雾化的视线距离'、刚好雾化至看不见的视线距离'
scene.fog = new THREE.Fog(0x000000, 0, 10000)
// 盒模型的深度
const depth = 1400
// 在场景中添加一个圆球盒模型
// 1.创建一个立方体
const geometry = new THREE.BoxGeometry(1000, 800, depth)
// 2.加载纹理
const texture = new THREE.TextureLoader().load('bg.png')
// 3.创建网格材质（原料）
const material = new THREE.MeshBasicMaterial({map: texture, side: THREE.BackSide})
// 4.生成网格
const mesh = new THREE.Mesh(geometry, material)
// 5.把网格放入场景中
scene.add(mesh)

关于光源

为场景设置光源的颜色、强度，同时还可以设置光源的类型（环境光、点光源、平行光等）、光源所在的位置

【登陆页面】创建光源的例子：

// 1.创建环境光
const ambientLight = new THREE.AmbientLight(0xffffff, 1)
// 2.创建点光源，位于场景右下角
const light_rightBottom = new THREE.PointLight(0x0655fd, 5, 0)
light_rightBottom.position.set(0, 100, -200)
// 3.把光源放入场景中
scene.add(light_rightBottom)
scene.add(ambientLight)

关于相机（重要）

很重要的一步，相机就是你的眼睛。这里还会着重说明一下使用透视相机时可能会遇到的问题，我们最常用到的相机就是正交相机和透视相机了。

正交相机：无论物体距离相机距离远或者近，在最终渲染的图片中物体的大小都保持不变。用于渲染2D场景或者UI元素是非常有用的。如图：

图注解：

图中红色三角锥体是视野的大小
红色锥体连着的第一个面是摄像机能看到的最近位置
从该面通过白色辅助线延伸过去的面是摄像机能看到的最远的位置

透视相机：被用来模拟人眼所看到的景象。它是3D场景的渲染中使用得最普遍的投影模式。如图：

我们在使用透视相机时，可能会遇到这种情况：边缘处的物体会产生一定程度上的形变，原因是：透视相机是鱼眼效果，如果视域越大，边缘变形越大。为了避免边缘变形，可以将fov角度设置小一些，距离拉远一些

关于透视相机的几个参数

new THREE.PerspectiveCamera(fov, width / height, near, far)

fov（field of view） — 摄像机视锥体垂直视野角度
aspect（width / height） — 摄像机视锥体长宽比
near — 摄像机视锥体近端面
far — 摄像机视锥体远端面


const container = document.getElementById('login-three-container')
const width = container.clientWidth
const height = container.clientHeight
const fov = 15
const distance = width / 2 / Math.tan(Math.PI / 12)
const zAxisNumber = Math.floor(distance - depth / 2)
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(fov, width / height, 1, 30000)
camera.position.set(0, 0, zAxisNumber)
const cameraTarget = new THREE.Vector3(0, 0, 0)
camera.lookAt(cameraTarget)

关于渲染器

用webGL渲染出你精心制作的场景。它会创建一个canvas进行渲染

【登陆页面】创建渲染器的例子：

// 获取容器dom
const container = document.getElementById('login-three-container')
// 创建WEBgl渲染器实例
const renderer = new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true, alpha: true })
// 设置渲染器画布的大小
renderer.setSize(width, height)
// 把画布实例（canvas）放入容器中
container.appendChild(renderer.domElement)
// 渲染器渲染场景
renderer.render(scene, camera)

需要注意，这样创建出来的场景并没有动效，原因是这次渲染的仅仅只是这一帧的画面。为了让场景中的物体能动起来，我们需要使用requestAnimationFrame，所以我们可以写一个loop函数

//动画刷新
const loopAnimate = () => {
    requestAnimationFrame(loopAnimate)
    scene.rotateY(0.001)
    renderer.render(scene, camera)
}
loopAnimate()

完善效果

创建一个左上角的地球

// 加载纹理
const texture = THREE.TextureLoader().load('earth_bg.png')
// 创建网格材质
const material = new THREE.MeshPhongMaterial({map: texture, blendDstAlpha: 1})
// 创建几何球体
const sphereGeometry = new THREE.SphereGeometry(50, 64, 32)
// 生成网格
const sphere = new THREE.Mesh(sphereGeometry, material)
// 为了单独操作球体的运动效果，我们把球体放到一个组中
const Sphere_Group = new THREE.Group()
const Sphere_Group.add(sphere)
// 设置该组（球体）在空间坐标中的位置
const Sphere_Group.position.x = -400
const Sphere_Group.position.y = 200
const Sphere_Group.position.z = -200
// 加入场景
scene.add(Sphere_Group)
// 使球能够自转，需要在loopAnimate中加上
Sphere_Group.rotateY(0.001)

使地球自转

// 渲染星球的自转
const renderSphereRotate = () => {
    if (sphere) {
      Sphere_Group.rotateY(0.001)
    }
}
// 使球能够自转，需要在loopAnimate中加上
const loopAnimate = () => {
    requestAnimationFrame(loopAnimate)
    renderSphereRotate()
    renderer.render(scene, camera)
}

创建星星

// 初始化星星
const initSceneStar = (initZposition: number): any => {
    const geometry = new THREE.BufferGeometry()
    const vertices: number[] = []
    const pointsGeometry: any[] = []
    const textureLoader = new THREE.TextureLoader()
    const sprite1 = textureLoader.load('starflake1.png')
    const sprite2 = textureLoader.load('starflake2.png')
    parameters = [
      [[0.6, 100, 0.75], sprite1, 50],
      [[0, 0, 1], sprite2, 20]
    ]
    // 初始化500个节点
    for (let i = 0; i < 500; i++) {
      
      const x: number = THREE.MathUtils.randFloatSpread(width)
      const y: number = _.random(0, height / 2)
      const z: number = _.random(-depth / 2, zAxisNumber)
      vertices.push(x, y, z)
    }
    geometry.setAttribute('position', new THREE.Float32BufferAttribute(vertices, 3))
    // 创建2种不同的材质的节点（500 * 2）
    for (let i = 0; i < parameters.length; i++) {
      const color = parameters[i][0]
      const sprite = parameters[i][1]
      const size = parameters[i][2]
      materials[i] = new THREE.PointsMaterial({
        size,
        map: sprite,
        blending: THREE.AdditiveBlending,
        depthTest: true,
        transparent: true
      })
      materials[i].color.setHSL(color[0], color[1], color[2])
      const particles = new THREE.Points(geometry, materials[i])
      particles.rotation.x = Math.random() * 0.2 - 0.15
      particles.rotation.z = Math.random() * 0.2 - 0.15
      particles.rotation.y = Math.random() * 0.2 - 0.15
      particles.position.setZ(initZposition)
      pointsGeometry.push(particles)
      scene.add(particles)
    }
    return pointsGeometry
}
const particles_init_position = -zAxisNumber - depth / 2
let zprogress = particles_init_position
let zprogress_second = particles_init_position * 2
const particles_first = initSceneStar(particles_init_position)
const particles_second = initSceneStar(zprogress_second)

使星星运动

// 渲染星星的运动
const renderStarMove = () => {
    const time = Date.now() * 0.00005
    zprogress += 1
    zprogress_second += 1
    if (zprogress >= zAxisNumber + depth / 2) {
      zprogress = particles_init_position
    } else {
      particles_first.forEach((item) => {
        item.position.setZ(zprogress)
      })
    }
    if (zprogress_second >= zAxisNumber + depth / 2) {
      zprogress_second = particles_init_position
    } else {
      particles_second.forEach((item) => {
        item.position.setZ(zprogress_second)
      })
    }
    for (let i = 0; i < materials.length; i++) {
      const color = parameters[i][0]
      const h = ((360 * (color[0] + time)) % 360) / 360
      materials[i].color.setHSL(color[0], color[1], parseFloat(h.toFixed(2)))
    }
}

星星的运动效果，实际就是沿着z轴从远处不断朝着相机位置移动，直到移出相机的位置时回到起点，不断重复这个操作。我们使用上帝视角，从x轴的左侧看去，效果如下：

创建云以及运动轨迹

// 创建曲线路径
const route = [
    new THREE.Vector3(-width / 10, 0, -depth / 2),
    new THREE.Vector3(-width / 4, height / 8, 0),
    new THREE.Vector3(-width / 4, 0, zAxisNumber)
]
const curve = new THREE.CatmullRomCurve3(route, false)
const tubeGeometry = new THREE.TubeGeometry(curve, 100, 2, 50, false)
const tubeMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({
  opacity: 0,
  transparent: true
})
const tube = new THREE.Mesh(tubeGeometry, tubeMaterial)
// 把创建好的路径加入场景中
scene.add(tube)
// 创建平面几何
const clondGeometry = new THREE.PlaneGeometry(500, 200)
const textureLoader = new THREE.TextureLoader()
const cloudTexture = textureLoader.load('cloud.png')
const clondMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({
  map: cloudTexture,
  blending: THREE.AdditiveBlending,
  depthTest: false,
  transparent: true
})
const cloud = new THREE.Mesh(clondGeometry, clondMaterial)
// 将云加入场景中
scene.add(cloud)

现在有了云和曲线路径，我们需要将二者结合，让云按着路径进行运动

使云运动

let cloudProgress = 0
let scaleSpeed = 0.0006
let maxScale = 1
let startScale = 0
// 初始化云的运动函数
const cloudMove = () => {
  if (startScale < maxScale) {
    startScale += scaleSpeed
    cloud.scale.setScalar(startScale)
  }
  if (cloudProgress > 1) {
    cloudProgress = 0
    startScale = 0
  } else {
    cloudProgress += speed
    if (cloudParameter.curve) {
      const point = curve.getPoint(cloudProgress)
      if (point && point.x) {
        cloud.position.set(point.x, point.y, point.z)
      }
    }
  }
}