教你如何利用threejs對3D模型皮膚進行DIY
一步一步教你如何利用threejs加載gltf模型來實現DIY換膚功能。
模型準備
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模型制作
模型可以通過網上下載，也可以自己通過c4d、maya、blender等模型制作軟件得到。這里就不敘述有關模型制作的問題，本文中會在blender進行模型的有關設置。
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模型導出
1、導出前設定
為了在頁面中方便后續的操作，在導出模型前，將模型的各個部件拆分好進行命名約定（本文以小車模型為例）具體如下圖所示：
![]()
圖1
2、導出模型格式選取threejs可以加載的模型有很多中，之前.ojb、.json、.FBX等格式都有講過參我之前的文章從Maya中把模型搬運至網頁的過程、首個threejs-3D項目，所以我這里選取官方推薦現在使用的格式.gltf、.glb。
gltf與glb的區別： gltf文件類似與json格式而glb是以二進制流進行存儲。
3、模型導出
在blender中直接有gltf格式導出的選項，如果沒有特別的要求，按照默認配置導出就可以了。導出界面如下圖所示：
![]()
圖2
場景建立
- 使用threejs建立一個場景
首先將需要的東西從threejs (r110) 中引入，然后進行建立場景四部曲：
import {Scene, WebGLRenderer, PerspectiveCamera, Color} from 'three';
1、Scene
let scene = new Scene();
scene.background = new Color(0xB3CEFB);
scene.fog = new Fog(scene.background, 1, 100);
2、Camera
let camera = new PerspectiveCamera(45, window.innerWidth / window.innerHeight, 1, 1000);
camera.position.z = 15;
3、Render
let renderer = new WebGLRenderer({
alpha: true,
antialias: true
});
renderer.setPixelRatio(window.devicePixelRatio);
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
4、Animate
const render = function () {
requestAnimationFrame(render);
renderer.render(scene, camera);
}
然后就會看到一個藍藍的場景（因為設置了背景顏色）
加載模型
- GLTFLoader加載模型至場景
import { GLTFLoader } from 'three/examples/jsm/loaders/GLTFLoader';
const loader = function () {
let gltfLoader = new GLTFLoader();
gltfLoader.load(
'toycar.glb', // your .glb & .gltf
gltf => {
scene.add(gltf.scene); // 添加至建立好的場景中
// gltf.animations; // Array<THREE.AnimationClip>
// gltf.scene; // THREE.Group
// gltf.scenes; // Array<THREE.Group>
// gltf.cameras; // Array<THREE.Camera>
// gltf.asset; // Object
},
() => {
// ..
},
(error) => {
console.log(error);
}
)
}
GLTFLoader加載成功后會返回一個對象，其中scene.children中會包含所導出的所有部件。具體返回以及參數介紹可以查看參考文檔。
添加至場景后可以看到一個漆黑的汽車，如下圖所示：
圖3
這是因為場景中沒有光源的照射所以導致漆黑一片，只能看一個輪廓，所以我么需要在建立的場景中增加燈關。
- 添加燈光
threejs中燈光有很多中，這里我們添加DirectionalLight（平行光）HemisphereLight（半球光）
import {
DirectionalLight,
DirectionalLightHelper,
HemisphereLight,
HemisphereLightHelper
} from 'three';
// Helper為燈關的輔助線方便調試
let directionalLight = new DirectionalLight(0xffffff, 0.5);
directionalLight.position.set(-4, 8, 4);
let dhelper = new DirectionalLightHelper(directionalLight, 5, 0xff0000);
let hemisphereLight = new HemisphereLight(0xffffff, 0xffffff, 0.4);
hemisphereLight.position.set(0, 8, 0);
let hHelper = new HemisphereLightHelper(hemisphereLight, 5);
scene.add(directionalLight);
scene.add(hemisphereLight);
添加燈光后效果如圖：
圖4
- 陰影渲染
接著我們將設置模型的陰影顯示，陰影顯示需要光源和投射地（陰影顯示的地方），現在我們已經有了光源差投射地，所以我們創建一個地板，讓陰影投射至地板上，來達到想要的效果：
// 制作一個地板
import {PlaneGeometry, MeshPhongMaterial, Mesh} from 'three';
let floorGeometry = new PlaneGeometry(5000, 5000, 1);
let floorMaterial = new MeshPhongMaterial({
color: 0x77F28F,
shininess: 0,
// wireframe: true
});
let floor = new Mesh(floorGeometry, floorMaterial);
floor.rotation.x = -0.5 * Math.PI;
floor.position.y = -2.1;
scene.add(floor);
現在我們可以看到一個綠色的地板出現在場景中，但是還是不見車子的陰影，這是因為我們還要對光源、渲染器、模型、地板進行設置才能顯示陰影：
// 首先渲染器開啟陰影
renderer.shadowMap.enabled = true;
// 光源開啟陰影
directionalLight.castShadow = true;
directionalLight.shadow.mapSize = new Vector2(1024, 1024);
// 地板接受陰影開啟
floor.receiveShadow = true;
// 模型Mesh開啟陰影
gltf.scene.traverse(obj => {
if(obj.isMesh) {
obj.castShadow = true;
obj.receiveShadow = true;
}
})
這時候就可以看到小車的陰影渲染到繪制的地板上了，然后你可能會看到車身上有很多條紋狀的黑線，這是因為在渲染陰影中產生了偽影，然后我們可以調節light.shadow.bias來解決
directionalLight.shadow.bias = -0.001; // value 自行調節
陰影渲染對比如下圖所示：
圖5
換膚功能
想要實現各個部件換膚功能，我們需要選中部件，修改選中部件材質來達到我們換膚的功能。
- 部件選中
選取部件其實比較簡單，在場景中加入射線檢測就可以了，實現如下：
import {Vector2, Vector3, Raycaster} from 'three';
let raycaster = new Raycaster();
let mouse = new Vector2();
document.body.addEventListener('click', selectHandler, false);
const selectHandler = function (ev) {
mouse.x = (ev.clientX / window.innerWidth) * 2 - 1;
mouse.y = -(ev.clientY / window.innerHeight) * 2 + 1;
raycaster.setFromCamera(mouse, camera);
// 這里我們只檢測模型的選中情況
let intersects = raycaster.intersectObjects(gltf.scene.children, true);
if (intersects.length > 0) {
let selectedObjects = intersects[0].object;
}
}
- 設置顏色或者紋理
現在我們得到部件，現在只需要修改材質顏色即可。
核心code如下：
let newMaterial = selectedObjects.material.clone();
newMaterial.color = new Color('#D3C542'); //重新修改顏色
selectedObjects.material = newMaterial;
如果需要用圖片，那么更改方式更修改圖片類似，先用TextureLoader()加載紋理圖，然后設置material.map,最后更新material就可以了。
- 添加選中效果
這里想增加一個選中部件后，那個部件進行外發光的效果，讓用戶覺得自己是選中了這個部件。這個外發光的效果可以自己用ShaderMaterial()去實現，我這邊用的threejs在postprocessing提供的效果，具體實現如下所示：
import { EffectComposer } from 'three/examples/jsm/postprocessing/EffectComposer';
import { RenderPass } from 'three/examples/jsm/postprocessing/RenderPass';
import { OutlinePass } from 'three/examples/jsm/postprocessing/OutlinePass';
let composer = new EffectComposer(renderer);
let renderPass = new RenderPass(scene, camera);
composer.addPass(renderPass);
let outlinePass = new OutlinePass(new Vector2(window.innerWidth, window.innerHeight), scene, camera);
composer.addPass(outlinePass);
outlinePass.visibleEdgeColor.set('#130AF2'); // 選中顏色
outlinePass.edgeStrength = 5;
outlinePass.edgeGlow = 1.5;
const render = function () {
requestAnimationFrame(render);
composer.render();
}
功能展示(gif圖的效果可能沒那么好)：
圖6
至此使用threejs給3d模型的基本操作就是這樣的了，剩下的發揮靠自己想象吧。
其它功能效果
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camera-controls
模型的旋轉控制，這里直接使用threejs提供的控件
OrbitControls()import { OrbitControls } from 'three/examples/jsm/controls/OrbitControls'; let controls = new OrbitControls(camera, renderer.domElement); controls.enablePan = false; controls.maxPolarAngle = Math.PI / 2; controls.minPolarAngle = Math.PI / 3; controls.enableZoom = false; controls.update(); -
部件分離動畫
分離動畫：簡單點解釋就是給各個部件的位置設置一個開始的點，一個結束點，然后利用TweenLite、TweenMax進行補間動畫, 下面以車聲為例子：
// 車身上移動畫 let component = gltf.scene.getObjectByName('car_body'); TweenLite.to(component.position, 1.5, { y: 5, ease: Power4.easeOut }); -
重影動畫
利用threejs的提供的postprocessing來實現部件移動的時候會產生重影，實現如下：
import { AfterimagePass } from 'three/examples/jsm/postprocessing/AfterimagePass.js'; let afterimagePass = new AfterimagePass(); composer.addPass(afterimagePass);功能展示(gif圖的效果可能沒那么好)：
圖7
最后的最后
如果以上有啥錯誤或者有啥要交流的歡迎騷擾：（吃口飯不容易！）
wechat： flowers1225
gmail： asdflowers1225@gmail.com
github： https://github.com/flowers1225
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