2022 iThome 鐵人賽

DAY 7

Modern Web

Three.js 學習日誌系列第 7 篇

Day6 - 事前健身操 - 顏色/動畫循環/群組

14th鐵人賽 three.js webgl color animation

Mizok

2022-09-22 23:49:49

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Day6 - 事前健身操 - 顏色/動畫循環/群組

這裡是「Three.js學習日誌」的第6篇，本篇的主旨是要介紹一些在Three.js中，一些常用的基礎操作，這系列的文章假設讀者看得懂javascript，並且有Canvas 2D Context的相關知識。

相對於前幾天的內容來講，今天的內容應該算偏簡單。

今天預計要來寫完剩下的一部分基本操作，那麼就讓我們開始吧~

顏色

const color = 0xff0000;
// 猜猜我是誰?

我猜大概也有人跟小弟我一樣，第一次看到three.js中顏色的寫法時感覺很問號。

0xff0000，這個到底是甚麼格式的顏色表示方法? Hex Color不都應該是字串並且是"#"開頭的嗎?

這種用0x作為前綴的格式，其實就是十六進制計數法，也就是跟CSS的#ff0000是一樣的東西。

至於為什麼這裡的十六進制是用0x當前綴，可以看看這篇Stackoverflow

當然，Three.js要表示一個顏色，除了可以用十六進制計數法以外，也可以用Color這一個類。

畢竟不是每個人都可以手算十六進位然後再在腦袋裡面假想顏色XD

Color可以接受普通的色彩名，RGB，HSL，當然也可以用我們熟悉的Hex。

疑? 但卻沒有支援RGBA嗎?

對的，實際上這一點在官方的Repo上面也有提出討論。官方的回應是說，three.js在早期階段其實是有支援rgba的，但是後來因為開發人員認為，讓每個頂點都儲存ALPHA數據資料實在浪費太多GPU內存空間，所以從某一版本之後就會自動ignore掉Color的alpha數值。

如果不小心在Color裡面使用rgba，three.js還會特別提醒你alpha被drop掉了XD

但接著可能就會有人有疑問: 那這樣我要怎麼讓three.js產生帶有透明度的顏色呢?

這邊我們有兩種辦法:

直接在Material上面把transparent這個屬性設置為true，接著就可以透過調節opacity這個浮點數屬性來控制透明度。
使用Alpha Map，Alpha Map是一種圖片材質的統稱，用來表示一張材質透明的區塊，這個在後面會再提到。

const mat = new MeshStandardMaterial({
  color:new Color('red'),
  transparent:true,
  opacity:0.5
 // 這樣就會拿到一個半透明紅色的材質
})

另外，Color作為一種長得很像Vector的型別，它其實也有提供.lerp方法，也就是顏色的內插。

Color.lerp(Color,float)

我們可以指定另外一個顏色作為端點，然後再指定一個浮點數，例如:

const red = new Color('red');
const yellow = new Color('yellow');
const orange = yellow.clone().lerp(red,0.5);
// 這樣就可以get橘色

這其實是一個很方便的功能，我們這樣就可以透過改變傳入的浮點數值來作出顏色的漸變。

不過要特別注意，.lerp不是一種pure function，所以如果要回傳一個全新的Color物件，請務必要Clone(如果你不想像小弟我一樣花上整整一個小時抓bug 的話XD)。

動畫循環

我們前面有提到過，three.js的動畫機制其實就跟2D Context差不多。

let time = 0;
const loop = (time) => {
  renderer.render(scene, camera);
  requestAnimationFrame((time) => {
    loop(time);
  });
};

loop();

不過我這邊其實是想要介紹一下Clock這一個類。

Clock顧名思義就是一個計時器，他的底層是用performance.now()來實現的。

Clock把我們常常需要自己寫的"取得總經過時間"和"取得幀間時差"包裝成了兩個方法：

getElapsedTime
getDelta

所以我們其實可以把上面的requestAnimationFrame範例改成像這樣:

const clock = new Clock();
const loop = () => {
  const time = clock.getElapsedTime();
  renderer.render(scene, camera);
  requestAnimationFrame(() => {
    loop();
  });
};

loop();

不過老實說其實兩種寫法沒太大差異就是了 XD

群組

群組也就是Group，它的用途就是可以讓你把一組Object3D型別的物件包起來，變成一個Group。順帶一提，Group本身的型別也是Object3D(所以可以Group包Group)。

const cubeA = new THREE.Mesh( geometry, material );
cubeA.position.set( 100, 100, 0 );

const cubeB = new THREE.Mesh( geometry, material );
cubeB.position.set( -100, -100, 0 );

//create a group and add the two cubes
//These cubes can now be rotated / scaled etc as a group
const group = new THREE.Group();
group.add( cubeA );
group.add( cubeB );

之所以使用Group的好處就是，被包在子層的物件，他的形變會受到父層級的影響，例如假設子層級的歐拉角旋轉為(0,0,Pi)，這時候我們把它包在一個具有歐拉角旋轉為(0,Pi,0)的父層Group裡面，這個子層級的物件，最後看上去就會像是實際旋轉了(0,Pi,Pi)的角度。

運用這樣的特性，我們其實就可以做到「把物體的旋轉軸分離在不同層級物件屬性上」，這樣在做多物件形成的部件時，就能夠更加直觀的操作形變。

雖然這邊只有文字的描述，但是我們在之後進到實際的範例演練後，大家應該就更能理解我的意思。

小結

基本操作的部分差不多到這邊先告一段落，接下來我們會來進入比較重點的Geometry，Material的介紹，中間也會穿插一些案例的演練，敬請期待 :D

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