Three.js案例分析系列1--webgl_animation_cloth 草坪上漂浮的白布
【摘要】
案例地址 webgl_animation_cloth--草坪上随风漂浮的白布
github源代码:
效果图:
案件描述介绍:
右上角显示帧数,左上角是一个控制盘,控制一些参数
居中是一片草坪,远处的草坪皆有雾化的效果,逐渐模糊不清,草坪中央有一个单杠,挂着一块白布,随风飘摇.
为什么选中这个案例...
案例地址 webgl_animation_cloth--草坪上随风漂浮的白布
github源代码:
效果图:
案件描述介绍:
右上角显示帧数,左上角是一个控制盘,控制一些参数
居中是一片草坪,远处的草坪皆有雾化的效果,逐渐模糊不清,草坪中央有一个单杠,挂着一块白布,随风飘摇.
为什么选中这个案例:
首先这个案例是运用了雾化,动画,材质,而且效果看着也很自然,不管是远处的草坪,还是近处随风飘摇的衣服,都很让人感觉很舒服.
再看代码,在html中只有300行不到. 下面先贴出带有我注释的代码,在来给大家讲一讲其中的精华和重点.
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<title>three.js webgl - cloth simulation</title>
<meta charset="utf-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, user-scalable=no, minimum-scale=1.0, maximum-scale=1.0">
<link type="text/css" rel="stylesheet" href="main.css">
<style>
body {
background-color: #cce0ff;
color: #000;
}
a {
color: #080;
}
</style>
</head>
<body>
<div id="info">Simple Cloth Simulation<br/>
Verlet integration with relaxed constraints<br/>
<a onclick="wind = !wind;">Wind</a> |
<a onclick="sphere.visible = !sphere.visible;">Ball</a> |
<a onclick="togglePins();">Pins</a>
</div>
<!-- 引入three.js库 -->
<script src="../build/three.js"></script>
<!--引入一个检查浏览器是否支持webgl的辅助工具-->
<script src="js/WebGL.js"></script>
<!--引入一个使用鼠标观察物体的库,可动态观察、缩放和平移-->
<script src="js/controls/OrbitControls.js"></script>
<!--引入一个javascript性能检测库-->
<script src="js/libs/stats.min.js"></script>
<!--引入一个使用松弛约束解算器进行布料模拟的库-->
<script src="js/Cloth.js"></script>
<script>
/* testing cloth simulation */
var pinsFormation = [];
var pins = [ 6 ];
pinsFormation.push( pins );
pins = [ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ];
pinsFormation.push( pins );
pins = [ 0 ];
pinsFormation.push( pins );
pins = []; // cut the rope ;)
pinsFormation.push( pins );
pins = [ 0, cloth.w ]; // classic 2 pins
pinsFormation.push( pins );
pins = pinsFormation[ 1 ];
function togglePins() {
pins = pinsFormation[ ~~ ( Math.random() * pinsFormation.length ) ];
}
if ( WEBGL.isWebGLAvailable() === false ) {
document.body.appendChild( WEBGL.getWebGLErrorMessage() );
}
var container, stats;
var camera, scene, renderer;
var clothGeometry;
var sphere;
var object;
init();
animate();
function init() {
container = document.createElement( 'div' );
document.body.appendChild( container );
// scene
scene = new THREE.Scene(); // 创建一个场景
scene.background = new THREE.Color( 0xcce0ff ); // 设置场景的背景色
// 设置场景的雾化距离(第一次参数是雾的颜色,第二个数值表示雾从哪个距离开始显示默认1,第三个表示雾的结束位置默认1000)
scene.fog = new THREE.Fog( 0xcce0ff, 500, 10000 );
// camera
// 构造一个视锥体垂直视野角度为30,视锥体长宽比为window.innerWidth / window.innerHeight,视锥体近端面为1,远端面为10000的透视摄像机
camera = new THREE.PerspectiveCamera( 30, window.innerWidth / window.innerHeight, 1, 10000 );
// 设置摄像机的顶点
camera.position.set( 1000, 50, 1500 );
// lights
// 为场景添加一个环境光,均匀地洒在场景上
scene.add( new THREE.AmbientLight( 0x666666 ) );
// 创建一个平行光线,可以产生投影,第一个参数表示光线的颜色,16进制默认为白色,第二个表示光的强度,默认1
var light = new THREE.DirectionalLight( 0xdfebff, 1 );
// 设置光线从(50,200,100) 到 (0,0,0) 沿着这条线照射
light.position.set( 50, 200, 100 );
// 将光线的向量与所传入的标量1.3进行相乘。 具体用途 TODO?
light.position.multiplyScalar( 1.3 );
//castShadow 如果设置为 true 该平行光会产生动态阴影。 警告: 这样做的代价比较高而且需要一直调整到阴影看起来正确
light.castShadow = true;
// 设置阴影贴图的宽度和高度
light.shadow.mapSize.width = 1024;
light.shadow.mapSize.height = 1024;
var d = 300;
// 在光的世界里。这用于生成场景的深度图;从光的角度来看，其他物体背后的物体将处于阴影中。
light.shadow.camera.left = - d;
light.shadow.camera.right = d;
light.shadow.camera.top = d;
light.shadow.camera.bottom = - d;
light.shadow.camera.far = 1000;
scene.add( light );
// cloth material
var loader = new THREE.TextureLoader(); // 创建一个texture加载器,内部可以加载图片
var clothTexture = loader.load( 'textures/patterns/circuit_pattern.png' ); // 加载衣服图片或者迷宫图
// anisotropy 沿着轴，通过具有最高纹素密度的像素的样本数。 默认情况下，这个值为1。设置一个较高的值将会产生比基本的mipmap更清晰的效果，代价是需要使用更多纹理样本
clothTexture.anisotropy = 16;
// 使用创建的clothTexture创建一种网格材质(一种非光泽表面的材质，没有镜面高光。)
// map: 颜色贴图 类型为Texture
// side: 定义将要渲染哪一面 - 正面，背面或两者
// alpaTest: 透明度 设置运行alphaTest时要使用的alpha值。如果不透明度低于此值，则不会渲染材质。默认值为0。
var clothMaterial = new THREE.MeshLambertMaterial( {
map: clothTexture,
side: THREE.DoubleSide, // 两面都渲染
alphaTest: 0.5
} );
// cloth geometry
clothGeometry = new THREE.ParametricBufferGeometry( clothFunction, cloth.w, cloth.h );
// cloth mesh
object = new THREE.Mesh( clothGeometry, clothMaterial );
object.position.set( 0, 0, 0 );
object.castShadow = true;
scene.add( object );
object.customDepthMaterial = new THREE.MeshDepthMaterial( {
depthPacking: THREE.RGBADepthPacking,
map: clothTexture,
alphaTest: 0.5
} );
// sphere
var ballGeo = new THREE.SphereBufferGeometry( ballSize, 32, 16 );
var ballMaterial = new THREE.MeshLambertMaterial();
sphere = new THREE.Mesh( ballGeo, ballMaterial );
sphere.castShadow = true;
sphere.receiveShadow = true;
scene.add( sphere );
// ground
// 使用草坪图片制作材质覆盖到场景中
var groundTexture = loader.load( 'textures/terrain/grasslight-big.jpg' );
groundTexture.wrapS = groundTexture.wrapT = THREE.RepeatWrapping;
groundTexture.repeat.set( 25, 25 );
groundTexture.anisotropy = 16;
var groundMaterial = new THREE.MeshLambertMaterial( { map: groundTexture } );
var mesh = new THREE.Mesh( new THREE.PlaneBufferGeometry( 20000, 20000 ), groundMaterial );
mesh.position.y = - 250;
mesh.rotation.x = - Math.PI / 2;
mesh.receiveShadow = true;
scene.add( mesh );
// poles
// 使用poleMat与poleGeo渲染三个杆子到场景中
var poleGeo = new THREE.BoxBufferGeometry( 5, 375, 5 );
var poleMat = new THREE.MeshLambertMaterial();
var mesh = new THREE.Mesh( poleGeo, poleMat );
mesh.position.x = - 125;
mesh.position.y = - 62;
mesh.receiveShadow = true;
mesh.castShadow = true;
scene.add( mesh );
var mesh = new THREE.Mesh( poleGeo, poleMat );
mesh.position.x = 125;
mesh.position.y = - 62;
mesh.receiveShadow = true;
mesh.castShadow = true;
scene.add( mesh );
var mesh = new THREE.Mesh( new THREE.BoxBufferGeometry( 255, 5, 5 ), poleMat );
mesh.position.y = - 250 + ( 750 / 2 );
mesh.position.x = 0;
mesh.receiveShadow = true;
mesh.castShadow = true;
scene.add( mesh );
var gg = new THREE.BoxBufferGeometry( 10, 10, 10 );
var mesh = new THREE.Mesh( gg, poleMat );
mesh.position.y = - 250;
mesh.position.x = 125;
mesh.receiveShadow = true;
mesh.castShadow = true;
scene.add( mesh );
var mesh = new THREE.Mesh( gg, poleMat );
mesh.position.y = - 250;
mesh.position.x = - 125;
mesh.receiveShadow = true;
mesh.castShadow = true;
scene.add( mesh );
// renderer
renderer = new THREE.WebGLRenderer( { antialias: true } );
renderer.setPixelRatio( window.devicePixelRatio );
renderer.setSize( window.innerWidth, window.innerHeight );
container.appendChild( renderer.domElement );
renderer.gammaInput = true;
renderer.gammaOutput = true;
renderer.shadowMap.enabled = true;
// controls
// 使用控制器,鼠标转换视角观看3D物体
var controls = new THREE.OrbitControls( camera, renderer.domElement );
controls.maxPolarAngle = Math.PI * 0.5;
controls.minDistance = 1000;
controls.maxDistance = 5000;
// performance monitor
// 在右上角添加帧数显示
stats = new Stats();
container.appendChild( stats.dom );
//
window.addEventListener( 'resize', onWindowResize, false );
sphere.visible = ! true;
}
// 当缩放窗口时触发该函数,重新计算视锥体的宽高,并更新材质
function onWindowResize() {
camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;
camera.updateProjectionMatrix();
renderer.setSize( window.innerWidth, window.innerHeight );
}
// 设置每一帧运行的函数,右上角的站,场景的渲染,以及 调用cloth的函数进行衣服动画的模拟
function animate() {
requestAnimationFrame( animate );
var time = Date.now();
var windStrength = Math.cos( time / 7000 ) * 20 + 40;
windForce.set( Math.sin( time / 2000 ), Math.cos( time / 3000 ), Math.sin( time / 1000 ) )
windForce.normalize()
windForce.multiplyScalar( windStrength );
simulate( time );
render();
stats.update();
}
function render() {
var p = cloth.particles;
for ( var i = 0, il = p.length; i < il; i ++ ) {
var v = p[ i ].position;
clothGeometry.attributes.position.setXYZ( i, v.x, v.y, v.z );
}
clothGeometry.attributes.position.needsUpdate = true;
clothGeometry.computeVertexNormals();
sphere.position.copy( ballPosition );
renderer.render( scene, camera );
}
</script>
</body>
</html>
下面解释一下代码中比较难理解的函数和方法
代码片段1:
function togglePins() {
pins = pinsFormation[ ~~ ( Math.random() * pinsFormation.length ) ];
}
代码片段2:
// 设置每一帧运行的函数,右上角的站,场景的渲染,以及 调用cloth的函数进行衣服动画的模拟
function animate() {
requestAnimationFrame( animate );
var time = Date.now();
var windStrength = Math.cos( time / 7000 ) * 20 + 40;
windForce.set( Math.sin( time / 2000 ), Math.cos( time / 3000 ), Math.sin( time / 1000 ) )
windForce.normalize()
windForce.multiplyScalar( windStrength );
simulate( time );
render();
stats.update();
}
代码片段3:
function render() {
var p = cloth.particles;
for ( var i = 0, il = p.length; i < il; i ++ ) {
var v = p[ i ].position;
clothGeometry.attributes.position.setXYZ( i, v.x, v.y, v.z );
}
clothGeometry.attributes.position.needsUpdate = true;
clothGeometry.computeVertexNormals();
sphere.position.copy( ballPosition );
renderer.render( scene, camera );
}
代码片段4:
/*
* Cloth Simulation using a relaxed constraints solver
*/
// Suggested Readings
// Advanced Character Physics by Thomas Jakobsen Character
// http://freespace.virgin.net/hugo.elias/models/m_cloth.htm
// http://en.wikipedia.org/wiki/Cloth_modeling
// http://cg.alexandra.dk/tag/spring-mass-system/
// Real-time Cloth Animation http://www.darwin3d.com/gamedev/articles/col0599.pdf
var DAMPING = 0.03;
var DRAG = 1 - DAMPING;
var MASS = 0.1;
var restDistance = 25;
.......
.......
.......
代码的详细分析,在稍后上传..... 有点急事需要处理,请各位稍等...
文章来源: fizzz.blog.csdn.net，作者：拿我格子衫来，版权归原作者所有，如需转载，请联系作者。
原文链接：fizzz.blog.csdn.net/article/details/96477991
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