基于HTML5的WebGL技術如何構建3D場景

小編給大家分享一下基于HTML5的WebGL技術如何構建3D場景，相信大部分人都還不怎么了解，因此分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲，下面讓我們一起去了解一下吧！

HT for Web 提供了多種基礎類型供用戶建模使用，不同于傳統的 3D 建模方式，HT 的建模核心都是基于 API 的接口方式，通過 HT 預定義的圖元類型和參數接口，進行設置達到三維模型的構建。接下來我們就來談談預定義的 3D 模型及參數設置。

HT 預定義的 3D 模型有：box、sphere、cone、torus、cylinder、star、rect、roundRect、triangle、tightTriangle、parallelogram 和 trapezoid 這十二種，那么這十二種類型又是怎么設置的呢？

在網絡拓撲圖 GraphView 的 2D 圖形上，呈現各種圖形是通過 style 中的 shape 屬性決定的，HT 在 3D 上提供了 shape3d 屬性預定義多種 3D 形體。shape3d 屬性的默認值為 undefined，圖元顯示為六面立方圖形，當 shape3d 指定值時，則顯示為 shape3d 指定的形體，接下來我們來一一介紹 3D 模型的各個形體。

1. box：立方體，不同于默認的六面體，立方體類型的六個面顏色和貼圖只能相同，繪制性能比默認六面體高；

就如上圖所示，左邊是 shape3d 設置為 box，右邊是默認的六面體，兩個節點都對上表面設置了貼圖，但是從效果上看 shape3d 設置為 box 的節點直接無視了上表面的貼圖設置，這也應證了上面描述的，box 類型六個面的顏色和貼圖只能相同，只對 shape3d.image 和 shape3d.color 起效，下面是具體的設置代碼：

node = new ht.Node();
node.s3(80, 80, 80);
node.s({    
'shape3d': 'box',    
'shape3d.image': 'img11',    
'shape3d.top.image': 'img10'});
dm.add(node);

node = new ht.Node();
node.s3(80, 80, 80);
node.p3(100, 0, 0);
node.s({    
'all.image': 'img11',    
'top.image': 'img10'});
dm.add(node);

2. sphere：球體，可通過 shape3d.side 分成多片，結合 shape3d.side.from 和 shape3d.side.to 可形成半球體等

就如上圖所示，球被裁切掉了一部分，被裁切的兩個面可以單獨控制，通過 shape3d.from.* 和 shape3d.to.* 兩組參數就可以單獨控制兩面的顯示效果，在上圖中，我通過 shape3d.to.visible 將 to 的面隱藏了，將 from 面通過 shape3d.from.image 設置了新的貼圖，具體代碼如下：

node.s({    
'shape3d': 'sphere',    
'shape3d.image': 'img11',    
'shape3d.side': 100,    
'shape3d.side.from': 0,    
'shape3d.side.to': 65,    
'shape3d.from.image': 'img10',    
'shape3d.to.visible': false});

3. cone：錐體，可通過 shape3d.side 形成三角錐、四角錐等形狀

從上圖可以看到，side 值越大，椎體就越圓滑，完全可以比擬圓錐。具體如何設置的，我們來看看代碼：

[3, 4, 5, 6, 10, 20, 40, 80, 100].forEach(function(side, index) {    
var x = ((index / 3) >> 0) * 100 - 100,
        y = index % 3 * 100 - 100;
    node = new ht.Node();
    node.p3(x, 40, y);
    node.s3(80, 80, 80);
    node.s({        
    'shape3d': 'cone',        
    'shape3d.image': 'img11',        
    'shape3d.side': side,        
    'note': 'side: ' + side,        
    'note.autorotate': true,        
    'note.position': 17,        
    'note.face': 'top',        
    'note.background': '#979EAF'
    });
    dm.add(node);
});

當然，椎體也可以和球體一樣，可以設置 shape3d.side.from 和 shape3d.side.to 參數來控制裁切；還可以通過 shape3d.from.* 和 shape3d.to.* 參數來控制兩個面的表現效果；還可以通過 shape3d.bottom.* 樣式來控制椎體地面的表現效果。

在上面的代碼中，可以看到 note 相關的設置，在這邊也順帶介紹下，note.autorotate 樣式是用來控制 note 的朝向，如果設置為 true，那么這個 note 永遠是朝向眼睛的方向，不管場景如何旋轉。

4. torus：圓環，可通過 shape3d.side 分成多片，結合 shape3d.side.from 和 shape3d.side.to 可形成半圓環等

在上圖中可以看出，圓環其實和圓錐是一樣的，也是可以設置邊數，構成三角環，四角環等形狀，當邊數達到一定的程度，邊數越多，圓環就越平滑。

在上圖中可以看到 note 中多加了一個 radius 值的打印，這個值對應的是樣式中的 shape3d.torus.radius，那么這個值的作用是什么呢，我想從上圖也可以看得出來，radius 值是用來控制圓環的半徑，但是為什么 radius 為 0.25 的時候圓環中間就被填上了，沒有像其他的圓環中間都漏空呢？我們可以這樣理解，一個圓環的切面有兩個圓環直徑，那就有四個圓環半徑，那按百分比去計算的話，一個半徑就是占整個圖元寬的 1/4，也就是 0.25，所以這個 shape3d.torus.radius 樣式的取值范圍為 0~0.25。

[3, 4, 5, 6, 10, 20, 40, 80, 100].forEach(function(side, index) {    
var x = ((index / 3) >> 0) * 100 - 100,
        y = index % 3 * 100 - 100;
    radius = (Math.random() * 0.25).toFixed(2);
    node = new ht.Node();
    node.p3(x, 40, y);
    node.s3(80, 80, 80);
    node.s({        
    'shape3d': 'torus',        
    'shape3d.image': 'img11',        
    'shape3d.side': side,        
    'shape3d.torus.radius': radius,        
    'note': 'side: ' + side + ', radius: ' + radius,        
    'note.autorotate': true,        
    'note.position': 17,        
    'note.face': 'top',        
    'note.background': '#979EAF'
    });
    dm.add(node);
});

5. cylinder：圓柱，可通過 shape3d.top.* 和 shape3d.bottom.* 可控制頂面和底面的參數

圓柱的參數除了 shape3d.top.* 之外，其他的都和前面提到的圓錐的參數一樣，因為圓柱體其實就是比圓錐體多了一個面。

[3, 4, 5, 6, 10, 20, 40, 80, 100].forEach(function(side, index) {    
var x = ((index / 3) >> 0) * 100 - 100,
        y = index % 3 * 100 - 100;
    node = new ht.Node();
    node.p3(x, 40, y);
    node.s3(80, 80, 80);
    node.s({        
    'shape3d': 'cylinder',        
    'shape3d.image': 'img11',        
    'shape3d.side': side,        
    'note': 'side: ' + side,        
    'note.autorotate': true,        
    'note.position': 17,        
    'note.face': 'top',        
    'note.background': '#979EAF'
    });
    dm.add(node);
});

到這里所有的可裁切的基本模型都介紹完了，下面要介紹的幾個基本模型就沒有 side 的相關屬性了，也就意味著，它們將沒有 from 和 to 的相關參數，沒有裁切的功能。

如果想讓不能裁切的基本圖元達到裁切的效果，還是有其他方案和方法的，這些，我們就在后續的章節中介紹，還望耐心等待。

6. star：星形體，可通過 shape3d.top.* 和 shape3d.bottom.* 可控制頂面和底面的參數

7. rect：矩形體，可通過 shape3d.top.* 和 shape3d.bottom.* 可控制頂面和底面的參數

8. roundRect：圓矩形體，可通過 shape3d.top.* 和 shape3d.bottom.* 可控制頂面和底面的參數

9. triangle：三角形體，可通過 shape3d.top.* 和 shape3d.bottom.* 可控制頂面和底面的參數

10. rightTriangle：直角三角形體，可通過 shape3d.top.* 和 shape3d.bottom.* 可控制頂面和底面的參數

11. parallelogram：平行四邊形體，可通過 shape3d.top.* 和 shape3d.bottom.* 可控制頂面和底面的參數

12. trapezoid：梯形體，可通過 shape3d.top.* 和 shape3d.bottom.* 可控制頂面和底面的參數

上圖就是幾個還未介紹的基本模型。

[    'star', 'rect', 'roundRect', 'triangle',    
'rightTriangle', 'parallelogram', 'trapezoid'].forEach(function(shape, index) {    
var x = index * 100 - 300;
    node = new ht.Node();
    node.p3(x, 40, 0);
    node.s3(80, 80, 80);
    node.s({        
    'shape3d': shape,        
    'shape3d.image': 'img11'
    });
    dm.add(node);
});?

仔細觀察上圖，你會發現，從左算起，第二個和第四個好像在前面的例子中有見過。沒錯，在形狀上是一樣的，但是在表現上卻是有些差異，到底存在什么差異呢，我們通過圖來瞧瞧。

左邊是基本模型 rect 和 triangle，右邊是通過基本模型 cylinder 模擬出來的 rect 和 triangle，四個圖元設置的大小都是一樣的，邊長都是 80，可以發現基本模型 rect 和 triangle 在表現上會比通過 cylinder 模擬出來的 rect 和 triangle 來的大些，原因很簡單，通過 cylinder  模擬出來的 rect 和 triangle 因為其本質還是圓柱體，side 參數是是讓圖形能夠更接近圓形而已，所以繪制出來的圖形將會是在一個圓柱體內，也就是 rect 基本模型上表面的內切圓范圍內，也就是說通過 cylinder 模擬出來的 rect 上表面的對角線才是圖元的變成 80。

以下是相關代碼，大家可以嘗試下，通過不同角度的觀察，可能會更好理解一些。

node = new ht.Node();
node.s3(80, 80, 80);
node.p3(-50, 40, 50);
node.s({    
'shape3d': 
'cylinder',    
'shape3d.side': 4,    
'shape3d.image': 'img11'});
dm.add(node);

node = new ht.Node();
node.s3(80, 80, 80);
node.p3(50, 40, 50);
node.s({    
'shape3d': 
'cylinder',    
'shape3d.side': 3,    
'shape3d.image': 'img11'});
dm.add(node);

node = new ht.Node();
node.s3(80, 80, 80);
node.p3(-50, 40, -50);
node.s({    
'shape3d': 'rect',    
'shape3d.image': 'img11'});
dm.add(node);

node = new ht.Node();
node.s3(80, 80, 80);
node.p3(50, 40, -50);
node.s({    
'shape3d': 'triangle',    
'shape3d.image': 'img11'});
dm.add(node);

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