使用Three.js實作神奇的3D文字懸浮效果

設定狀態

backgroundColor 表示當前頁面背景色， renderGlithPass 表示是否開啟后期狀態，自測發現在 iOS Safari 瀏覽器中，故障風格后期渲染會導致模型產生穿模問題 ??，因此使用該引數控制手機端默認關閉后期效果、pc 端默認開啟，

state = {
  backgroundColor: '#164CCA',
  renderGlithPass: !(window.navigator.userAgent.toLowerCase().indexOf('mobile') > 0)
}

網格背景

使用純 CSS 屬性 linear-gradient 實作網格背景來美化頁面 ??，

background-image: linear-gradient(rgba(3, 192, 60, .3) 1px, transparent 1px), linear-gradient(90deg, rgba(3, 192, 60, .3) 1px, transparent 1px);
background-size: 1em 1em;

場景初始化

初始化渲染容器、場景、攝像機，攝像機的位置可根據自身所需調整，render 開啟 alpha 并設定 .setClearAlpha(0) 可將背景色設定為透明，

canvas = document.getElementById('canvas');
renderer = new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true, alpha: true });
renderer.setPixelRatio(Math.min(2, window.devicePixelRatio));
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
renderer.setClearAlpha(0);
canvas.appendChild(renderer.domElement);
scene = new THREE.Scene();
camera = new THREE.PerspectiveCamera(70, window.innerWidth / window.innerHeight, .1, 10000);
camera.position.set(-2 * 10000, 0, 780);

創建材質

本文中所有網格模型都將使用同一種材質 MeshNormalMaterial，應用它的特性，可以使網格模型產生彩色漸變，全域創建一次，后續開發不需要重復創建，有利于頁面性能提升，

const material = new THREE.MeshNormalMaterial();

?? MeshNormalMaterial 法向材質

是一種把法向量映射到 RGB 顏色的材質，可以通過觀察模型表面漸變顏色是否連續來檢測模型表面是否平整，

建構式：

MeshNormalMaterial(parameters : Object)

• parameters：可選，用于定義材質外觀的物件，具有一個或多個屬性，

特殊屬性：

• .normalMap[Texture]：用于創建法線貼圖紋理，RGB 值會影響每個像素片段的曲面法線，并更改顏色照亮的方式，
• .normalMapType[Integer]：法線貼圖的型別，選項為 THREE.TangentSpaceNormalMap（默認）和 THREE.ObjectSpaceNormalMap，
• .normalScale[Vector2]：法線貼圖對材質的影響程度，范圍是 0-1，默認值是 Vector2 設定為 (1, 1)，
• .flatShading[Boolean]：定義材質是否使用平面著色進行渲染，默認值為 false，
• .morphNormals[Boolean]：定義是否使用 morphNormals，設定為 true 可將 morphNormal 屬性從 geometry 傳遞到 shader，默認值為 false，
• .morphTargets[Boolean]：定義材質是否使用 morphTargets，默認值為 false，

創建文字模型

使用 FontLoader 加載 fontface 字體 JSON 檔案，并用 TextGeometry 創建文字幾何體模型，

const loader = new FontLoader();
loader.load('./fonts/helvetiker_regular.typeface.json', font => {
  textMesh.geometry = new TextGeometry('@dragonir\nfantastic\nthree.js\nart work', {
    font: font,
    size: 100,
    height: 40,
    curveSegments: 12,
    bevelEnabled: true,
    bevelThickness: 30,
    bevelSize: 8,
    bevelOffset: 1,
    bevelSegments: 12
  });
  textMesh.material = material;
  scene.add(textMesh);
});

?? FontLoader 字體加載器

使用 JSON 格式中加載字體的一個類，回傳 Font, 回傳值是表示字體的 Shape 型別的陣列，其內部使用 FileLoader 來加載檔案，

建構式：

FontLoader(manager: LoadingManager)

• manager：加載器所使用的 loadingManager，默認值為 THREE.DefaultLoadingManager，

方法：

• .load 從 URL 中進行加載，并將被加載的 texture 傳遞給 onLoad，
  • .load(url: String, onl oad: Function, onProgress: Function, one rror: Function): null，
  • url：檔案的URL或者路徑，也可以為 Data URI，
  • onLoad：加載完成時將呼叫，回呼引數是將要被加載的 texture，
  • onProgress：將在加載程序中進行呼叫，引數為 XMLHttpRequest 實體，包含 total 和 loaded 位元組，
  • onError：加載錯誤時被呼叫，
• .parse 以 JSON 格式進行決議，并回傳一個 Font，
  • .parse (json: Object ): Font，
  • json：用于決議的 JSON 結構，

?? TextGeometry 文本幾何體

用于將文本生成單一幾何體的類，它是由一串給定的文本，以及由加載的 Font 字體和該幾何體 ExtrudeGeometry 父類中的設定所組成的引數構造的，

建構式：

TextGeometry(text: String, parameters: Object)

• text：將要顯示的文本，
• parameters：
  • font[Font]：THREE.Font 實體，
  • size[Float]：字體大小，默認值為 100，
  • height[Float]：擠出文本的厚度，默認值為 50，
  • curveSegments[Integer]：表示文本的曲線上點的數量，默認值為 12，
  • bevelEnabled[Boolean]：是否開啟斜角，默認為 false，
  • bevelThickness[Float]：文本斜角的深度，默認值為 20，
  • bevelSize[Float]：斜角與原始文本輪廓之間的延伸距離，默認值為 8，
  • bevelSegments[Integer]：斜角的分段數，默認值為 3，

?? 可以使用facetype.js在線轉換 Three.js 支持的字體，

創建幾何體模型

使用其他 3種 內置幾何體模型圓環、圓錐和八面體來裝飾頁面，裝飾幾何體的數量比較多，為了有效提升頁面性能，需要注意以下兩點：

• ? 使用 THREE.Group 管理所有幾何體，
• ? 創建幾何體時使用 BufferAttribute， 如使用ConeBufferGeometry而不是ConeGeometry，這樣可以更有效地將資料傳遞到 GPU，

// 批量創建模型方法
generateRandomMesh = (geometry, material, count) => {
  for (let i = 0; i < count; i++) {
    let mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);
    let dist = farDist / 3;
    let distDouble = dist * 2;
    // 設定隨機的位置和旋轉角度
    mesh.position.x = Math.random() * distDouble - dist;
    mesh.position.y = Math.random() * distDouble - dist;
    mesh.position.z = Math.random() * distDouble - dist;
    mesh.rotation.x = Math.random() * 2 * Math.PI;
    mesh.rotation.y = Math.random() * 2 * Math.PI;
    mesh.rotation.z = Math.random() * 2 * Math.PI;
    // 手動控制何時重新計算3D變換以獲得更好的性能
    mesh.matrixAutoUpdate = false;
    mesh.updateMatrix();
    group.add(mesh);
  }
}
// 創建100個八面體
const octahedronGeometry = new THREE.OctahedronBufferGeometry(80);
generateRandomMesh(octahedronGeometry, material, 100);
// 創建200個圓環面
const torusGeometry = new THREE.TorusBufferGeometry(40, 25, 16, 40);
generateRandomMesh(torusGeometry, material, 200);
// 創建100個圓錐
const coneGeometry = new THREE.ConeBufferGeometry(40, 80, 80);
generateRandomMesh(coneGeometry, material, 100);
scene.add(group);

?? TorusBufferGeometry 圓環緩沖幾何體

用于生成圓環幾何體的類，

建構式：

TorusBufferGeometry(radius: Float, tube: Float, radialSegments: Integer, tubularSegments: Integer, arc: Float)

• radius：圓環的半徑，從圓環的中心到管道橫截面的中心，默認值是 1，
• tube：管道的半徑，默認值為 0.4，
• radialSegments：圓環的分段數，默認值為 8，
• tubularSegments：管道的分段數，默認值為 6，
• arc：圓環的圓心角，單位是弧度，默認值為 Math.PI * 2，

?? ConeBufferGeometry 圓錐緩沖幾何體

用于生成圓錐幾何體的類，

建構式：

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

• radius：圓錐底部的半徑，默認值為 1，
• height：圓錐的高度，默認值為 1，
• radialSegments：圓錐側面周圍的分段數，默認為 8，
• heightSegments：圓錐側面沿著其高度的分段數，默認值為 1，
• openEnded：指明該圓錐的底面是開放的還是封頂的，默認值為 false，即其底面默認是封頂的，
• thetaStart：第一個分段的起始角度，默認為 0，
• thetaLength：圓錐底面圓扇區的中心角，通常被稱為 θ，默認值是 2*PI，使其成為一個完整的圓錐，

?? OctahedronBufferGeometry 八面緩沖幾何體

用于創建八面體的類，

建構式：

OctahedronBufferGeometry(radius: Float, detail: Integer)

• radius：八面體的半徑，默認值為 1，
• detail：默認值為 0，將這個值設為一個大于 0 的數將會為它增加一些頂點，使其不再是一個八面體，

滑鼠事件監聽

通過對 ?? 滑鼠移動坐標和模型坐標的相互轉換來添加滑鼠移動和觸摸移動事件的監聽方法，

const mouseFX = {
  windowHalfX: window.innerWidth / 2,
  windowHalfY: window.innerHeight / 2,
  coordinates: (coordX, coordY) => {
    mouseX = (coordX - mouseFX.windowHalfX) * 5;
    mouseY = (coordY - mouseFX.windowHalfY) * 5;
  },
  onm ouseMove: e => { mouseFX.coordinates(e.clientX, e.clientY) },
  onTouchMove: e => { mouseFX.coordinates(e.changedTouches[0].clientX, e.changedTouches[0].clientY)}
};
document.addEventListener('mousemove', mouseFX.onMouseMove, false);
document.addEventListener('touchmove', mouseFX.onTouchMove, false);

背景色切換

使用一個 input[type='color'] 標簽來實作背景色切換，

handleInputChange = e => {
  this.setState({ backgroundColor: e.target.value });
}

后期渲染

為了更具有沖擊感的視覺效果 ??，我添加了一個故障風格后期渲染特效，并使用一個按鈕開關 ? 來控制開啟和關閉該特效，

composer = new EffectComposer(renderer);
composer.addPass( new RenderPass(scene, camera));
glitchPass = new GlitchPass();
composer.addPass(glitchPass);

handleRenderChange = () => {
  this.setState({ renderGlithPass: !this.state.renderGlithPass });
}

?? 后期渲染

Three.js 后期渲染處理，是通過疊加渲染通道達到預期視覺效果的程序，實作流程如下：

• 創建效果組合器：效果組合器是各種處理通道的入口，使用 EffectComposer 物件創建一個效果組合器，
• 添加通道：添加 RenderPass 通道 它將在指定的場景和相機的基礎上渲染出一個新的場景，
• 組合器更新：在影片回圈中，呼叫效果組合器的 render 方法，通道生成效果將在場景中輸出，

?? GlitchPass 故障風格通道

GlitchPass 通道產生模擬故障風格效果，它只有一個可選配置引數：

• goWild 該屬性接收一個布林值，指定是否持續產生電磁風暴效果，

?? Three.js 提供了很多后期處理的通道，可以直接使用，同時提供了 ShaderPass 通道，它支持使用自定義 Shader，可以創建高級的自定義后期處理通道，

影片

在 requestAnimationFrame 中更新場景、相機、和后期渲染通道，

function animate() {
  requestAnimationFrame(animate);
  camera.position.x += (mouseX - camera.position.x) * 0.05;
  camera.position.y += (mouseY * -1 - camera.position.y) * 0.05;
  camera.lookAt(scene.position);
  // 給場景中的立方體網格和字體網格添加自轉影片
  const t = Date.now() * 0.001;
  const rx = Math.sin(t * 0.7) * 0.5;
  const ry = Math.sin(t * 0.3) * 0.5;
  const rz = Math.sin(t * 0.2) * 0.5;
  group.rotation.x = rx;
  group.rotation.y = ry;
  group.rotation.z = rz;
  textMesh.rotation.x = rx;
  textMesh.rotation.y = ry;
  textMesh.rotation.z = rx;
  renderer.render(scene, camera);
  // 更新后期渲染通道
  composer.render();
}

縮放適配

renderer 和 composer 大小要同時調整，

window.addEventListener('resize', () => {
  camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;
  camera.updateProjectionMatrix();
  renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
  composer.setSize( window.innerWidth, window.innerHeight );
}, false);

雙擊全屏

監聽頁面 ?? 雙擊 dblclick 事件，通過呼叫 requestFullscreen 和 exitFullscreen 進入或退出全屏狀態，

window.addEventListener('dblclick', () => {
  let fullscreenElement = document.fullscreenElement || document.webkitFullscreenElement;
  if (!fullscreenElement) {
    if (canvas.requestFullscreen) {
      canvas.requestFullscreen();
    } else if (canvas.webkitRequestFullscreen) {
      canvas.webkitRequestFullscreen();
    }
    console.log('進入全屏')
  } else {
    if (document.exitFullscreen) {
      document.exitFullscreen();
    } else if (document.webkitExitFullscreen) {
      document.webkitExitFullscreen();
    }
    console.log('退出全屏')
  }
})

?? Element.requestFullscreen

Element.requestFullscreen 方法用于發出異步請求使元素進入全屏模式，呼叫此 API 并不能保證元素一定能夠進入全屏模式，如果元素被允許進入全螢屏模式，回傳的 Promise 會 resolve，并且該元素會收到一個 fullscreenchange 事件，通知它已經進入全屏模式，如果全屏請求被拒絕，回傳的 promise 會變成 rejected 并且該元素會收到一個 fullscreenerror 事件，如果該元素已經從原來的檔案中分離，那么該檔案將會收到這些事件，

語法：

var Promise = Element.requestFullscreen(options);

• options：可選，一個 FullscreenOptions 物件提供切換到全屏模式的控制選項，

?? 這個方法只能在用戶互動或者設備方向改變的時候呼叫，否則將會失敗，FullscreenOptions 目前唯一的選項是 navigationUI，這控制了是否在元素處于全屏模式時顯示導航條 UI，默認值是 auto，表明這將由瀏覽器來決定是否顯示導航條，

?? Document.exitFullscreen

Document.exitFullscreen 方法用于讓當前檔案退出全屏模式，呼叫這個方法會讓檔案回退到上一個呼叫 Element.requestFullscreen 方法進入全屏模式之前的狀態，

語法：

document.exitFullscreen();

到此，示例頁面的全部功能都完成了，可訪問以下鏈接查看完整代碼 ??，

?? 完整代碼：https://github.com/dragonir/3d/tree/master/src/containers/Floating

總結

本文知識點主要包含的的新知識：

• CSS 網格背景
• MeshNormalMaterial 法向材質
• FontLoader 字體加載器
• TextGeometry 文本緩沖幾何體
• TorusBufferGeometry 圓環緩沖幾何體
• ConeBufferGeometry 圓錐緩沖幾何體
• OctahedronBufferGeometry 八面緩沖幾何體
• Three.js 后期渲染
• GlitchPass 通道
• Element.requestFullscreen
• Document.exitFullscreen

想了解場景初始化、光照、陰影、基礎幾何體、網格、材質及其他Three.js的相關知識，可閱讀我往期文章，轉載請注明原文地址和作者，如果覺得文章對你有幫助，不要忘了一鍵三連哦 ??，

附錄

• [1]. Three.js 實作讓二維圖片具有3D效果
• [2]. Three.js 實作2022冬奧主題3D趣味頁面，冰墩墩 ??
• [3]. Three.js 制作一個專屬3D獎牌
• [4]. Three.js 實作虎年春節3D創意頁面
• [5]. Three.js 實作臉書元宇宙3D動態Logo
• [6]. Three.js 實作3D全景偵探小游戲
• [7]. Three.js 實作炫酷的酸性風格3D頁面
• [8]. www.ilithya.rocks
• [9]. MDN requestFullScreen
• [10]. MDN exitFullscreen

本文作者：dragonir 本文地址：https://www.cnblogs.com/dragonir/p/15983473.html

標籤：Html/Css

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