1000粉!使用Three.js实现一个创意纪念页面 🏆

声明:本文涉及图文和模型素材仅用于个人学习、研究和欣赏,请勿二次修改、非法传播、转载、出版、商用、及进行其他获利行为。

背景

不知不觉,掘金关注者人数已经超过 1000 人,因此特地做了这个页面纪念一下,感谢大家关注 🙇‍,希望博客园的粉丝也涨涨。后续也将继续努力,持续输出一些有价值的文章。本文内容涉及的技术栈为 React + Three.js + Stulus,本文中主要包含的知识点包括:圆锥几何体 ConeGeometry、圆柱几何体 CylinderGeometry、材质捕捉纹理材质 MeshMatcapMaterial、文字创建和修饰的 FontLoaderTextGeometry、使用 Gsap 和它的插件 Physics2DPlugin 创建一些动画、rotateOnAxis 方法实现绕轴自转等。

对了,后续我专门新建了一个专门针对 Three.js 系列的专栏【Three.js 奥德赛进阶之旅】,是掘金签约的专栏 📚。从基础入门开始,全方位了解 Three.js 的各种特性,并结合和应用对应特性,实现令人眼前一亮的 Web 创意页面,进而逐步挖掘 Three.jsWebGL 深层次的知识。在这里推广一下,大家感兴趣的话可以关注一波 😘

效果

页面 📃 主体内容主要由四部分组成,分别是:文字 1000!、文字 THANK YOU、掘金三维 Logo、以及 纸片礼花 🎉。其中文字各自具有翻转动画,掘金 Logo 有自转动画效果,当用 🖱 鼠标点击屏幕时,会出现 *★,°*:.☆( ̄▽ ̄)/$:*.°★* 。 撒花效果。

打开以下链接中的任意一个可以在线预览效果。本页面适配PC端移动端,大屏访问效果更佳。

实现

📦 资源引入

首先在顶部引入开发必备的资源,除了基础的 React 和样式表之外,THREEThree.js 库;OrbitControls 用于镜头轨道控制,可以使用鼠标移动或旋转模型;Text 是用于创建文字模型的一个类;Confetti 是一个用于创建礼花效果的类,在后面内容中会做详细介绍。

import './index.styl';
import React from 'react';
import * as THREE from "three";
import { OrbitControls } from "three/examples/jsm/controls/OrbitControls";
import Text from '@/assets/utils/Text';
import Confetti from '@/assets/utils/Confetti';

📃 页面结构

页面主要结构非常简单,其中 .webgl 用于渲染 3D 元素;.logo 是页面上的一些图标装饰,.github 是存放本项目的 Github 链接地址。

<div className='fans_page'>
  <canvas className='webgl'></canvas>
  <i className='logo'></i>
  <i className='logo click'></i>
  <a className='github' href='https://github.com/dragonir/3d' target='_blank'></a>
</div>

创建 Logo 时,先创建一个 Group,然后将 Logo 的各个部分添加到 Group 中,这样有利于对 Logo 整体调整位置和添加动画,也有利于页面加载性能。接着,通过以下步骤创建 Logo 模型的三部分:

  • 创建通用的材质 MeshMatcapMaterialLogo 模型的所有组成网格都将使用这种材质;
  • 使用 ConeGeometry 创建顶部的 四棱锥,并应用材质;
  • 使用 CylinderGeometry 创建中间的 四棱台,并应用材质;
  • 使用 CylinderGeometry 创建底部的 四棱台,并应用材质;
  • 将上述网格模型添加到 Group 中,并调整整体的位置、大小,并设置倾斜角度以便获得更好的页面视觉效果。

📌 在实际开发中,应用了 ConeBufferGeometryCylinderBufferGeometry 代替 ConeGeometryCylinderGeometry,以便获得更好的性能。

本示例中模型的计算参数如上图所示,顶部四棱柱的四个面都是边长为 4等边三角形,其余两个棱台的侧边长也是 4,其他边的长度参数都可以通过勾股定理以及三角函数计算得出,本文中不做详细计算。(PS:模型示意图是用 Windows 画图工具画的,有点丑 🤣

const logo = new THREE.Group();
// 材质捕捉纹理材质
const logoMaterial = new THREE.MeshMatcapMaterial({
  matcap: this.matcaps.logoMatcap,
  side: THREE.DoubleSide,
});
// 顶部四棱锥
const cone = new THREE.Mesh(new THREE.ConeGeometry(4, 4, 4), logoMaterial);
logo.add(cone);
// 中间四棱台
const cylinder = new THREE.Mesh(new THREE.CylinderGeometry(6, 10, 4, 4, 1), logoMaterial);
cylinder.position.y = -6
logo.add(cylinder);
// 底部四棱台
const cylinder2 = new THREE.Mesh(new THREE.CylinderGeometry(12, 16, 4, 4, 1), logoMaterial);
cylinder2.position.y = -12
logo.add(cylinder2);
logo.position.set(0, 0, 0);
logo.scale.set(11, 11, 11);
// 设置倾斜角度
logo.rotateY(Math.PI * 0.2);
logo.rotateZ(Math.PI * 0.1);
scene.add(logo);

💡 知识点 圆锥几何体ConeGeometry

圆锥几何体 ConeGeometry,是一个用于生成圆锥几何体的类,侧面分段数越多则越圆,本例中分段数为 4,所以看起来是个四棱锥。

构造函数

ConeGeometry(radius: Float, height: Float, radialSegments: Integer, heightSegments: Integer, openEnded: Boolean, thetaStart: Float, thetaLength: Float);

参数说明

  • radius:圆锥底部的半径,默认值为 1
  • height:圆锥的高度,默认值为 1
  • radialSegments:圆锥侧面周围的分段数,默认为 8
  • heightSegments:圆锥侧面沿着其高度的分段数,默认值为 1
  • openEnded:一个 Boolean 值,指明该圆锥的底面是开放的还是封顶的。默认值为 false,即其底面默认是封顶的。
  • thetaStart:第一个分段的起始角度,默认为 0
  • thetaLength:圆锥底面圆扇区的中心角,通常被称为 θ。默认值是 2*PI,这使其成为一个完整的圆锥。

💡 知识点 圆柱几何体CylinderGeometry

圆柱几何体 CylinderGeometry,是一个用于生成圆柱几何体的类。本文中 Logo 的中间和底部就由此类生成。

构造函数

CylinderGeometry(radiusTop: Float, radiusBottom: Float, height: Float, radialSegments: Integer, heightSegments: Integer, openEnded : Boolean, thetaStart: Float, thetaLength: Float)

参数说明

  • radiusTop:圆柱的顶部半径,默认值是 1
  • radiusBottom:圆柱的底部半径,默认值是 1
  • height:圆柱的高度,默认值是 1
  • radialSegments:圆柱侧面周围的分段数,默认为 8
  • heightSegments:圆柱侧面沿着其高度的分段数,默认值为 1
  • openEnded:一个 Boolean值,指明该圆锥的底面是开放的还是封顶的。默认值为 false,即其底面默认是封顶的。
  • thetaStart:第一个分段的起始角度,默认为 0
  • thetaLength:圆柱底面圆扇区的中心角,通常被称为 θ。默认值是 2*PI,这使其成为一个完整的圆柱。

💡 知识点 材质捕捉纹理材质MeshMatcapMaterial

MeshMatcapMaterial 由一个材质捕捉 MatCap或光照球 纹理所定义,其编码了材质的颜色与明暗。由于 mapcap 图像文件编码了烘焙过的光照,因此MeshMatcapMaterial不对灯光作出反应。它可以投射阴影到一个接受阴影的物体上,但不会产生自身阴影或是接收阴影。

构造函数

MeshMatcapMaterial(parameters: Object)

parameters:可选,用于定义材质外观的对象,具有一个或多个属性,材质的任何属性都可以从此处传入,包括从 Material 继承的任何属性。

  • .color[Color]:材质的颜色,默认值为白色 0xffffff
  • .matcap[Texture]matcap 贴图,默认为 null
  • 其他Material基类的共有属性等。

MeshMatcapMaterial 是一种非常好用的材质,简单使用这种材质就能实现复杂的纹理效果,如本文中 Logo 的光泽效果,以及后续文字的金属效果以及透明玻璃效果,选择合适的材质,可以实现各种各样的神奇效果。下面这张图就是本文中所有元素的材质贴图,可以看出它们是一个个光照球体样式。

除了在 BlenderPhotoshop等设计软件中生成 MeshMatcapMaterial 之外,下面几个网站可以免费下载各种好看的材质,并且具有在线实时预览功能,大家可以根据页面元素内容和自身需求找到合适的材质图片,感兴趣的话可以亲手试试看 😉

🔗 https://observablehq.com/@makio135/matcaps?ui=classic 🔗 https://github.com/nidorx/matcaps

🔗 http://jeanmoreno.com/unity/matcap/http://jeanmoreno.com/unity/matcap/

创建文字 1000!

接着,来创建文字,此时需要引入 FontLoader,用于加载字体文件,它返回一个字体实例,然后使用 TextGeometry 创建文字网格,将它添加到场景中就可以了。

import { FontLoader } from 'three/examples/jsm/loaders/FontLoader';
import { TextGeometry } from 'three/examples/jsm/geometries/TextGeometry';

fontLoader.load('fontface.json', font => {
  textMesh.geometry = new TextGeometry('1000!', {
    font: font,
    size: 100,
    height: 40
  });
  scene.add(textMesh);
});

看起来非常普通对不对,此时可以对 TextGeometry 进行对字符的厚度、斜角大小等参数的调整,我们可以按类似下面这种稍微优化一下,直至调整到自己满意的结果为止。

textMesh.geometry = new TextGeometry('1000!', {
  font: font,
  size: 100,
  height: 40,
  curveSegments: 100,
  bevelEnabled: true,
  bevelThickness: 10,
  bevelSize: 10,
  bevelOffset: 2,
  bevelSegments: 10
});

看看优化后的效果,瞬间高大上了有木有

创建文字 THANK YOU

使用同样的方法添加 THANK YOU 文字网格到场景中,并为它设置半透明玻璃效果的 MeshMatcapMaterial 和文字厚度斜角样式。

📌 关于文字网格的详细应用可以看看我的这篇文章 《使用Three.js实现神奇的3D文字悬浮效果》,本文中不再赘述了。

创建文字动画

文字创建完成后,可以给它们添加一些文字翻转动画效果。动画效果是通过 Gsap 实现的,本文中给1000! 文字添加了一个缩放并翻转的动画效果,给 THANK YOU 添加了一个上下翻转的动画效果,可以参考如下方法来实现。

import gsap from 'gsap';
// 上下翻转动画
zoomAndFlip() {
  gsap.timeline({
    repeat: -1,
    defaults: {
      duration: 2,
      ease: 'elastic.out(1.2, 1)',
      stagger: 0.1,
    },
  })
  .to(this.meshesPosition, { z: this.meshesPosition[0].z + 100 }, 'start')
  .to(this.meshesRotation, { duration: 2, y: Math.PI * 2 }, 'start')
  .to(this.meshesRotation, { duration: 2, y: Math.PI * 4 }, 'end')
  .to(this.meshesPosition, { z: this.meshesPosition[0].z }, 'end');
}

创建礼花 🎉

页面每次打开以及点击屏幕时,可以产生礼花效果。其中礼花中的每个小碎片使用了面基础缓冲模型 PlaneBufferGeometry 以及 MeshBasicMaterial 基础材质构成,在场景中创建三束礼花,每束礼花内的碎片位置和大小随机,并在一段时间后自动消失。同样,礼花的动画效果也是使用了 Gsap,并且使用了它的插件 Physics2DPlugin 来实现,Physics2DPlugin 插件可以模拟物理动画效果包括重力、速度、加速度、摩擦力动画等,有了它就能更好地实现礼花爆炸和散落效果。可以像本文中这样使用它们:

import gsap from 'gsap';
const physics2D = require('./physics2D');
gsap.registerPlugin(physics2D.Physics2DPlugin);
// 对每一片礼花应用动画效果
gsap.to(this.confettiSprites[id], DECAY, {
  physics2D: {
    velocity,
    angle,
    gravity,
    friction,
  },
  ease: 'power4.easeIn',
  onComplete: () => {
    _.pull(this.confettiSpriteIds, id);
    this.parent.remove(this.meshes[id]);
    this.meshes[id].material.dispose();
    delete this.confettiSprites[id];
  },
});

💡 知识点 Physics2DPlugin

Physics2DPlugin 设置二维物理动画抛物线效果可选参数:

  • velocity:初始速度
  • angle:角度
  • gravity:重力
  • acceleration:加速度
  • accelerationAngle:加速度角度
  • friction:摩擦力

点击页面时触发动画

window.addEventListener('pointerdown', e => {
  e.preventDefault();
  this.confetti && this.confetti.pop();
});

📌 文字和礼花效果在实际中实现,其实是分别封装了两个类,方便从外部调用,具体实现详细代码可以访问文末提供的源码链接。

缩放监听及重绘动画

添加页面缩放适配和重绘动画来更新相机和轨道控制器等。在重绘动画中,给 Logo 添加了一个绕自身 Y轴 旋转的效果,可以通过 rotateOnAxis 实现。

window.addEventListener('resize', () => {
  this.width = window.innerWidth;
  this.height = window.innerHeight;
  this.camera.aspect = this.width / this.height;
  this.camera.updateProjectionMatrix();
  renderer.setPixelRatio(Math.min(window.devicePixelRatio, 2));
  this.renderer.setSize(this.width, this.height);
}, {
  passive: true
});

const animate = () => {
  requestAnimationFrame(animate);
  controls && controls.update();
  // 旋转动画
  logo && logo.rotateOnAxis(axis, Math.PI / 400);
  renderer.render(scene, camera);
}

大家可以亲自动手试试 rotateOnAxisrotateY 实现的旋转效果有何不同来区分两者。

💡 知识点 rotateOnAxis

.rotateOnAxisThree.js 中三维物体基类 Object3D 的一个方法,它可以在局部空间中绕着该物体的轴来旋转一个物体,假设这个轴已被标准化,它的使用方法如下所示。

.rotateOnAxis(axis: Vector3, angle: Float)
  • axis:一个在局部空间中的标准化向量。
  • angle:角度,以弧度来表示。

样式细节优化

到这一步,页面的功能已经全部完成了 🍾,最后可以装饰一下页面,如将 renderer 设置为透明,然后在 CSS 中使用一张好看的科技感图片作为页面背景,最后加上几个角落里的图片装饰物和 Github 图标链接,加一点点 CSS 动画,页面整体视觉效果就得到了不错的提升 😉。最后再次感谢大家关注!🙇‍ 谢谢、栓Q、阿里嘎多

🔗 源码地址:https://github.com/dragonir/3d/tree/master/src/containers/Fans

总结

本文包含的知识点主要包括:

  • 圆锥几何体 ConeGeometry
  • 圆柱几何体 CylinderGeometry
  • 材质捕捉纹理材质 MeshMatcapMaterial
  • 文字创建和修饰的 FontLoaderTextGeometry
  • 使用 Gsap 和它的插件 Physics2DPlugin 创建一些动画
  • rotateOnAxis 方法实现绕轴自转

想了解其他前端知识或其他未在本文中详细描述的 Web 3D 开发技术相关知识,可阅读我往期的文章。转载请注明原文地址和作者。如果觉得文章对你有帮助,不要忘了一键三连哦 👍

附录

本文作者:dragonir 本文地址:https://www.cnblogs.com/dragonir/p/16691845.html

posted @ 2022-09-14 09:14  Dragonir  阅读(2623)  评论(4编辑  收藏  举报