Three.js学习-相机Camera的基本操作(了解向)

目录

1 确定投影方式

2 确定相机参数position,lookAt,up

2.1 位置 position

2.2 lookAt & up

3 轨道控制器-实现场景和鼠标交互

3.1 新建控制器

3.1.1 控制器的围绕目标 target

3.2 循环渲染场景 

3.3 控制器提供的一些方法

3.3.1 场景自动旋转.autoRoate

3.3.2 阻尼惯性.enableDamping

3.3.3 一些按键操作

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本篇文章基于games202作业0的框架结构，对three.js程序结构中的——相机基本操作进行学习，过程中会举例作业结构。

1 确定投影方式

参考：PerspectiveCamera – three.js docs (webgl3d.cn)

针对投影方式的不同，相机分为：

• 透视投影照相机 THREE.PerspectiveCamera
• 正交投影照相机 THREE.OrthographicCamera

两种照相机中透视相机用的相对多一点，以作业0中代码为例：

const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, gl.canvas.clientWidth / gl.canvas.clientHeight, 0.1, 1000);

//透视照相机
.PerspectiveCamera(fov:Float, aspect:Float, near:Float, far:Float);

 ()里的参数分别表示：视角度数fov，相机宽高比aspect，最近距离near，最远可视距离far。是不是很熟悉？101就涉及到啦！OpenGL里就是用这四个参数"eye_fovy, aspect_ratio, zNear, zFar"来定义一个view frustum，即视锥体，人眼只能看到这个视锥体里面的东西。

其中，aspect ratio是视口的长宽比： width/height；zNear和zFar定义相机位置与near平面和far平面之间的距离（zNear、zFar > 0），也就是比zNear近或比zFar远的东西都看不到。

2 确定相机参数position,lookAt,up

在Three.js中，camera有position，lookAt和up这三个属性。

（1）position——相机位置默认为(0,0,0)；

（2）lookAt——相机焦点方向，默认为Z轴负半轴；

（3）up——默认为(0,1,0).

2.1 位置 position

//position属性：
//移动相机位置，以下是将位置移动到(0,0,30)
camera.position.set(0,0,30);

在作业0中开头直接给了个全局变量规定camera position，后面在position set的时候直接调用了。

//定义了一个全局变量
var cameraPosition = [-20, 180, 250];

//作业0中，position直接调用最开始定的全局变量
camera.position.set(cameraPosition[0], cameraPosition[1], cameraPosition[2]);

2.2 lookAt & up

如果想要改变可以用以下代码：

//up属性:
//改变时可用，以下代码是规定了x轴朝上
camera.up.x=1;
camera.up.y=0;
camera.up.z=0;

//lookAt:
//设置焦点,以下设置为朝向(0,10,0)方向
camera.lookAt(new THREE.Vector3(0,10,0));

如果场景中添加了控制器OrbitControls，想要改变相机的聚焦点设置camera.lookAt()是无效的，需要改变控制器的target属性，因此作业0中就改变的是控制器的target：

	//由于设置了控制器，因此只能改变控制器的target以改变相机的lookAt方向
	cameraControls.target.set(0, 1, 0);

3 轨道控制器-实现场景和鼠标交互

轨道控制器OrbitControls.js是一个three.js的拓展控件，可以实现场景与鼠标交互。利用鼠标的左右键和滚轮让场景动起来。

3.1 新建控制器

作业0中出现的这一行代码就是新建一个轨道控制器；

	const cameraControls = new THREE.OrbitControls(camera, canvas);

3.1.1 控制器的围绕目标 target

轨道控制器允许照相机围绕一个目标轨道运行，目标默认为THREE.Vector3()，即(0,0,0)，可通过.target = new THREE.Vector3(...)来修改：

//1.
cameraControls.target = new THREE.Vector3(0, 1, 0);
//2.
cameraControls.target.set(0, 1, 0);

同时，如果需要设置放映动画还需对target做一些调整，这里就不赘述，感兴趣可以看看： 

Three.js - OrbitControls 轨道控件的围绕目标 target 参数 

3.2 循环渲染场景 

要想使这个控制器生效，必须循环渲染场景：requestAnimationFrame，作业0中就有循环渲染场景的代码部分：

	//循环渲染场景
	function mainLoop(now) {
		cameraControls.update();//更新控制器

		renderer.render(guiParams);//执行渲染操作
		requestAnimationFrame(mainLoop);
	}
	requestAnimationFrame(mainLoop);

3.3 控制器提供的一些方法

OrbitControls.js控制器提供了API可以方便展示模型，例如：

3.3.1 场景自动旋转.autoRoate

//场景自动旋转
.autoRoate = boolean;
.autoRotateSpeed = float;

例如给作业0加上：

	//自动旋转
	cameraControls.autoRotate =true;
	cameraControls.autoRotateSpeed  = 10;

3.3.2 阻尼惯性.enableDamping

加上重量感，比如使用后旋转时会继续滑行一段距离。

//阻尼
.enableDamping = boolean;
.dampingFactor = float;

例如给作业0加上：

	//阻尼
	cameraControls.enableDamping = true;
	cameraControls.dampingFactor = 0.1;

3.3.3 一些按键操作

有很多按键操作，这里就拿作业0举例，其他的操作可以根据需要搜索即可：

	//按键设置
	cameraControls.enableZoom = true;//摄像机缩放
	cameraControls.enableRotate = true;//摄像机旋转
	cameraControls.enablePan = true;//摄像机平移
	//速度设置
	cameraControls.rotateSpeed = 0.3;
	cameraControls.zoomSpeed = 1.0;
	cameraControls.panSpeed = 2.0;