学习threejs，使用canvas样式化粒子

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文章目录

一、🍀前言
- 1.1 ☘️THREE.PointCloud简介
- - 1.11 ☘️THREE.PointCloudMaterial材质
二、🍀使用canvas样式化粒子
- 1. ☘️实现思路
- 2. ☘️代码样例

一、🍀前言

本文详细介绍如何基于threejs在三维场景中使用canvas样式化粒子，亲测可用。希望能帮助到您。一起学习，加油！加油！

1.1 ☘️THREE.PointCloud简介

当我们大量使用粒子时，会很快遇到性能问题，导致页面卡顿，这是因为每添加一个粒子就是一个模型，因为每个粒子对象分别由THREE.js进行管理，所以，three.js提供了另一种方式来处理大量粒子，那就是使用THREE.PointCloud。通过THREE.PointCloud，three.js不再需要管理大量的单个粒子对象，而只需管理THREE.PointCloud实例即可。
创建方法：
var cloud = new THREE.PointCloud(geom, material);
geom：THREE.Geometry对象，用于创建粒子对象
material：THREE.PointCloudMaterial 粒子云材质

1.11 ☘️THREE.PointCloudMaterial材质

概念：
设置所有粒子的大小，颜色，顶点颜色，透明度，是否根据相机距离的远近改变大小等属性。
var material = new THREE.PointCloudMaterial({size: 4, vertexColors: true, color: 0xffffff});
属性：
color： PointCloud中所有的粒子的颜色都相同，除非设置了vertexColors且该几何体的colors属性不为空，才会使用colors颜色，否则都使用该属性。
map：在粒子上应用某种材质。
size：粒子的大小。
sizeAnnutation：false，无论相机的位置，所有的粒子大小一致；true，离相机近的粒子更大一些，离相机越远越小。
vetexColors：true，且该几何体的colors属性有值，则该粒子会舍弃第一个属性–color，而应用该几何体的colors属性的颜色。
opacity：粒子透明度。
transparent：是否透明。
blending：渲染粒子时的融合模式。
fog：是否受场景的雾化影响。

二、🍀使用canvas样式化粒子

1. ☘️实现思路

1、初始化renderer渲染器
2、初始化Scene三维场景
3、初始化camera相机，定义相机位置 camera.position.set
4、初始化THREE.AmbientLight环境光源，scene场景加入环境光源，初始化THREE.DirectionalLight平行光源，设置平行光源位置，scene添加平行光源。
5、加载几何模型：添加THREE.AxesHelper坐标辅助工具，scene场景中加入坐标辅助工具。
6、加入controls控制，加入gui控制，定义gui的redraw重绘方法，方法中生成15000个随机粒子，使用THREE.PointCloudMaterial点云材质，该材质使用canvas生成的小章鱼图案作为纹理。加入stats监控器，监控帧数信息。

2. ☘️代码样例

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>learn30(使用canvas样式化粒子)</title>
    <script src="lib/threejs/91/three.js"></script>
    <script src="https://johnson2heng.github.io/three.js-demo/lib/js/controls/OrbitControls.js"></script>
    <script src="https://johnson2heng.github.io/three.js-demo/lib/js/libs/stats.min.js"></script>
    <script src="lib/threejs/127/three.js-master/examples/js/libs/dat.gui.min.js"></script>
</head>
<style>
    html, body {
        margin: 0;
        height: 100%;
    }

    canvas {
        display: block;
    }
</style>
<body onload="draw()">
</body>
<script>
  var renderer
  var initRender = () => {
    renderer = new THREE.WebGLRenderer({antialias: true})
    renderer.setClearColor(new THREE.Color(0xffffff))
    renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight)
    document.body.appendChild(renderer.domElement)
  }
  var scene
  var initScene = () => {
    scene = new THREE.Scene()
  }
  var camera
  var initCamera = () => {
    camera = new THREE.PerspectiveCamera(45, window.innerWidth / window.innerHeight, 1, 1000)
    camera.position.set(20, 0, 100)
  }
  var light
  var initLight = () => {
    scene.add(new THREE.AmbientLight(0x404040))

    light = new THREE.DirectionalLight(0xffffff)
    light.position.set(1, 1, 1)
    scene.add(light)
  }

  var initModel = () => {
    var helper = new THREE.AxesHelper(500)
    scene.add(helper)
  }

  var randomColor = () => {
    var arrHex = ["0", "1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "a", "b", "c", "d", "e", "f"],
      strHex = "0x",
      index
    for (var i = 0; i < 6; i++) {
      index = Math.round(Math.random() * 15)
      strHex += arrHex[index]
    }
    return strHex
  }

  var stats
  var initStats = () => {
    stats = new Stats()
    document.body.appendChild(stats.dom)
  }

  var controls
  var initControls = () => {
    controls = new THREE.OrbitControls(camera, renderer.domElement)
    controls.enableDamping = true
    controls.autoRotate = false
  }
  var getTexture = () => {
    var canvas = document.createElement('canvas')
    canvas.width = 32
    canvas.height = 32
    var ctx = canvas.getContext('2d')
    // 绘制身
    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()
    // 绘制眼睛
    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()

    // 绘制眼球
    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
  }
  var cloud, gui
  var initGui = () => {
    gui = {
      "size": 4,
      "transparent": true,
      "opacity": 0.6,
      "vertexColors": true,
      "color": 0xffffff,
      "sizeAttenuation": true,
      "rotateSystem": true,
      redraw: function () {
        if (cloud) {
          scene.remove(cloud)
        }
        createParticles(gui.size, gui.transparent, gui.opacity, gui.vertexColors, gui.sizeAttenuation, gui.color)
        //设置是否自动旋转
        controls.autoRotate = gui.rotateSystem
      }
    }
    var datGui = new dat.GUI()
    //将设置属性添加到gui当中，gui.add(对象，属性，最小值，最大值）gui.add(controls, 'size', 0, 10).onChange(controls.redraw);
    datGui.add(gui, 'transparent').onChange(gui.redraw)
    datGui.add(gui, 'opacity', 0, 1).onChange(gui.redraw)
    datGui.add(gui, 'vertexColors').onChange(gui.redraw)
    datGui.addColor(gui, 'color').onChange(gui.redraw)
    datGui.add(gui, 'sizeAttenuation').onChange(gui.redraw)
    datGui.add(gui, 'rotateSystem').onChange(gui.redraw)

    gui.redraw()
  }

  var createParticles = (size, transparent, opacity, vertexColors, sizeAttenuation, color) => {
    var geom = new THREE.Geometry()
    var material = new THREE.PointCloudMaterial({
      size: size,
      transparent: transparent,
      opacity: opacity,
      vertexColors: vertexColors,
      sizeAttenuation: sizeAttenuation,
      color: color,
      map: getTexture(),
      depthTest: false  //设置解决透明度有问题的情况
    })

    var range = 500
    for (var i = 0; i < 15000; i++) {
      var particle = new THREE.Vector3(range * Math.random() - range / 2, range * Math.random() - range / 2, range * Math.random() - range / 2)
      geom.vertices.push(particle)
      var color = new THREE.Color(+randomColor())
      //.setHSL ( h, s, l ) h — 色调值在0.0和1.0之间 s — 饱和值在0.0和1.0之间 l — 亮度值在0.0和1.0之间。 使用HSL设置颜色。
      //随机当前每个粒子的亮度
      // color.setHSL(color.getHSL().h, color.getHSL().s, Math.random() * color.getHSL().l);
      geom.colors.push(color)
    }
    // var cloud = new THREE.PointCloud(geom, material)
    cloud = new THREE.PointCloud(geom, material)
    scene.add(cloud)
  }
  var render = () => {
    renderer.render(scene, camera)
  }
  var onWindowResize = () => {
    camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight
    camera.updateProjectionMatrix()
    render()
    renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight)
  }
  var animate = () => {
    render()
    stats.update()
    controls.update()
    requestAnimationFrame(animate)
  }
  var draw = () => {
    initRender()
    initScene()
    initCamera()
    initLight()
    initModel()
    initStats()
    initControls()
    initGui()

    animate()

    window.onresize = onWindowResize
  }
</script>
</html>