开启Three之旅（二）射线、拾取模型、解决鼠标点击、Hover以及CSS3Renderer点击穿透问题

文章目录

射线Ray
Raycaster
屏幕坐标 --> 设备坐标
射线坐标计算（Canvas尺寸变化）
射线拾取层级模型
拾取Sprite控制场景
场景一：用鼠标模拟hover事件
场景二：选中模型（click事件）
场景三：处理射线穿透问题
参考链接

背景

我们要是想要与场景中做交互，大概率都是需要射线去做，点击事件、模拟鼠标hover效果等。
因为鼠标属于二维，咱们的场景是属于3D，计算这些东西还是比较麻烦的，不过幸好three有对应的拓展

射线Ray

const ray = new THREE.ray()  // 创建射线实例ray

Perporties

origin
direction

Methods

intersectTriangle

计算射线和一个三角形在3D空间中是否交叉

demo

const p1 = new THREE.Vector3(100, 25, 0);
const p2 = new THREE.Vector3(100, -25, 25);
const p3 = new THREE.Vector3(100, -25, -25);
const point = new THREE.Vector3();//用来记录射线和三角形的交叉点
// `.intersectTriangle()`计算射线和三角形是否相交叉，相交返回交点，不相交返回null
const result = ray.intersectTriangle(p1,p2,p3,false,point);
console.log('交叉点坐标', point);
console.log('查看是否相交', result);

参数4 – 是否进行背面剔除

如何判断正反面？

Raycaster

这个构造函数是我们本文的重点，这个对标的就是Mesh

const raycaster = new THREE.Raycaster();

Methods

intersectObject

计算自身射线.ray相交的网格模型, 接收一组网格模型，返回值也是一个数组（对象在数组中按照先后顺序）。

demo

const raycaster = new THREE.Raycaster();
raycaster.ray.origin = new THREE.Vector3(-100, 0, 0);
raycaster.ray.direction = new THREE.Vector3(1, 0, 0);
// 射线发射拾取模型对象
const intersects = raycaster.intersectObjects([mesh1, mesh2, mesh3]);
console.log("射线器返回的对象", intersects);

屏幕坐标 --> 设备坐标

屏幕坐标我们是熟悉的，左上角为（0，0）, 横向为x, 纵向为y
设备坐标是以中心为原点

转换(这个我们在后面会经常遇到)

// 坐标转化公式
addEventListener('click',function(event){
    const px = event.offsetX;
    const py = event.offsetY;
    //屏幕坐标px、py转标准设备坐标x、y
    //width、height表示canvas画布宽高度
    const x = (px / width) * 2 - 1;
    const y = -(py / height) * 2 + 1;
})

// 屏幕坐标转标准设备坐标
addEventListener('click',function(event){
    // left、top表示canvas画布布局，距离顶部和左侧的距离(px)
    const px = event.clientX-left;
    const py = event.clientY-top;
    //屏幕坐标px、py转标准设备坐标x、y
    //width、height表示canvas画布宽高度
    const x = (px / width) * 2 - 1;
    const y = -(py / height) * 2 + 1;
})

射线坐标计算（Canvas尺寸变化）

画布尺寸变化，我们的射线拾取也需要变化（要不然会拾取不到模拟对象）

射线拾取层级模型

我们上面已经知道aycaster的.intersectObjects()方法可以拾取Mesh模型对象，但是真实开发中，一个层级模型可能里面有很多网格模型。

执行.intersectObjects(cunchu.children)对复杂的层级模型进行射线拾取计算，会得到他们的某个子类

其实这种有很多解决办法

给给需要射线拾取父对象的所有子对象Mesh自定义一个属性.ancestors，然后让该属性指向需要射线拾取父对象
下面是官方文档中的例子
最终是根据子模型的ancestors属性，判断是属于哪个层级，效率也是很高的

const cunchu = model.getObjectByName('存储罐');
// 射线拾取模型对象(包含多个Mesh)
// 可以给待选对象的所有子孙后代Mesh，设置一个祖先属性ancestors,值指向祖先(待选对象)    
for (let i = 0; i < cunchu.children.length; i++) {
    const group = cunchu.children[i];
    //递归遍历chooseObj，并给chooseObj的所有子孙后代设置一个ancestors属性指向自己
    group.traverse(function (obj) {
        if (obj.isMesh) {
            obj.ancestors = group;
        }
    })
}
// 射线交叉计算拾取模型
const intersects = raycaster.intersectObjects(cunchu.children);
console.log('intersects', intersects);
if (intersects.length > 0) {
    // 通过.ancestors属性判断那个模型对象被选中了
    outlinePass.selectedObjects = [intersects[0].object.ancestors];
}

分组，对层级模型，进行分组，就是我我下面几个场景用的方式，比较暴力，遍历所有组的children进行与射线计算，比较耗时和耗性能

拾取Sprite控制场景

射线投射器Raycaster通过.intersectObjects()方法可以拾取精灵模型Sprite

在这里就不做多余赘述

场景一：用鼠标模拟hover事件

我们先清楚我们的目的

我们文章上面有这个判断，一般我们模型都是比较复杂的，我们还要清楚Group的概念

就是我们一般需要判断是哪一个组被鼠标放上去了(也方便点击事件)

我们可以把所有组都筛选出来，下面的思路是以Vue为例

this.groups = this.scene.children.filter(child => child instanceof THREE.Group);

这一步最好是在，确保模型加载完之后（这是我写的一个办法，当然也可以有其它办法）
因为后面会频繁计算（这也算一个小小的优化项）

其实，也可以你自己新new Group()一个实例也可以（需要手动添加）

async Model(url) {
  const loader = new GLTFLoader();
  const promises = url.map((element, index) => {
    return new Promise((resolve, reject) => {
      loader.load(element, (gltf) => {
        const model = gltf.scene;
        // 在这里做一些操作
        this.scene.add(model);
        resolve();
      });
    });
  });
  await Promise.all(promises);
  this.groups = this.scene.children.filter(child => child instanceof THREE.Group);
}

然后就是在画布之上(包裹画布的父元素就行xxx)加一个监听事件

this.debounceFn = (()=>debounce(xxx, 20))()
this.xxx.addEventListener('mousemove', this.debounceFn)

this.debounce是把该计算加了一个防抖处理，需要挂到data里面的属性值里面去（方便准确取消监听）

接下来就是计算函数debounceFn

this.mouse.x = (event.clientX / window.innerWidth) * 2 - 1;
this.mouse.y = -(event.clientY / window.innerHeight) * 2 + 1;
this.raycaster.setFromCamera(this.mouse, this.camera);
const intersects = this.raycaster.intersectObjects(this.groups ? this.groups : []);
if (intersects.length > 0) {
    // 处理 xxx
} else {
    // 处理 xxx
}

场景二：选中模型（click事件）

//创建一个射线投射器`Raycaster`
const raycaster = new THREE.Raycaster();
raycaster.setFromCamera(new THREE.Vector2(x, y), camera);

我们参考场景一:用鼠标模拟hover事件的导入分组Group

导入的时候（还是参考场景一的，我导入的时候就是一组模型，如果你的不是，可以手动分组，再添加到场景中），给group绑定上事件在属性userData对象上，就是挂载在上面

loader.load(element, (gltf) => {
    const model = gltf.scene;
    // 在这里做一些操作
    model.userData.onClick = Fn
    this.scene.add(model);
    resolve();
});

射线交叉计算，项目中一般是比较复杂的，我们就得去处理Group模型（就是一组模型，可以看看Group的概念）

this.mouse.x = (event.clientX / window.innerWidth) * 2 - 1;
this.mouse.y = -(event.clientY / window.innerHeight) * 2 + 1;
this.raycaster.setFromCamera(this.mouse, this.camera);
for (const group of this.groups) {
    const intersects = this.raycaster.intersectObject(group);
    if (intersects.length > 0) {
      group.userData.onClick()
      break;
    }
}

注意

射线用一个就好，最好还是复用，

场景三：处理射线穿透问题

模型穿透，射线计算返回值intersects，是按照顺序返回的，直接判断第一个就行，再加一些操作
CSS3Renderer， html插入到场景中，很容易穿透（click事件为例）

pointerEvents = 'none'以免模型标签HTML元素遮挡鼠标选择场景模型

其实有一个简单的办法，先取消模型的点击事件，再加个0ms的异步任务，开启监听
```
xxx.addEventListener('click', ()=>{
 this.xxxxxx.removeEventListener('click', this.onXXXXXXClick)
 setTimeout(()=>{
   this.xxxxxx.addEventListener('click', this.onXXXXXXClick)
 }, 0)
})
```