3D js: Three.js – JavaScript 3D Library

Содержание

Обширный курс по Three.js — Актуальные новости из геймдева на DTF

32 урока на 30+ часов. Лекции от азов (настройка вебпака и т. п.) до шейдеров и работы с кастомными моделями из Блендера. И всё это за 100 долларов.

Каждый урок доступен как в видео формате, так и в виде текстов со скриншотами и превью видео, частями кода с окраской синтаксиса и т. д.

2113 просмотров

{ «author_name»: «Andrey Apanasik», «author_type»: «self», «tags»: [«gamedevnews_\u043a\u0443\u0440\u0441\u044b»,»gamedevnews»], «comments»: 18, «likes»: 15, «favorites»: 14, «is_advertisement»: false, «subsite_label»: «gamedevnews», «id»: 615447, «is_wide»: true, «is_ugc»: true, «date»: «Tue, 19 Jan 2021 21:40:12 +0300», «is_special»: false }

{«id»:1922,»url»:»https:\/\/dtf. ru\/u\/1922-andrey-apanasik»,»name»:»Andrey Apanasik»,»avatar»:»cc96a93d-6597-515a-86e1-9fe4f88b8982″,»karma»:474733,»description»:»\u041f\u0438\u0448\u0443 \u043f\u0440\u043e \u0433\u0435\u0439\u043c\u0434\u0435\u0432 \u0438 \u0438\u043d\u0434\u0443\u0441\u0442\u0440\u0438\u044e (\u00ac\u203f\u00ac ). \u041f\u043e\u0434\u0434\u0435\u0440\u0436\u0430\u0442\u044c \u0432\u0441\u0435\u0433\u0434\u0430 \u043c\u043e\u0436\u043d\u043e \u043d\u0430 \u041f\u0430\u0442\u0440\u0435\u043e\u043d\u0435. \u0412\u0441\u0435\u043c \u0434\u043e\u0431\u0440\u0430 (\uff89\u25d5\u30ee\u25d5)\uff89*:\uff65\uff9f\u2727 \u0413\u0434\u0435 \u0435\u0449\u0451 \u043c\u043e\u0436\u043d\u043e \u043c\u0435\u043d\u044f \u043d\u0430\u0439\u0442\u0438: — \u0411\u043b\u043e\u0436\u0438\u043a. — VK. — \u0414\u0437\u0435\u043d. — \u0422\u0432\u0438\u0442\u0442\u0435\u0440.»,»isMe»:false,»isPlus»:true,»isVerified»:true,»isSubscribed»:false,»isNotificationsEnabled»:false,»isShowMessengerButton»:false}

{«url»:»https:\/\/booster. osnova.io\/a\/relevant?site=dtf»,»place»:»entry»,»site»:»dtf»,»settings»:{«modes»:{«externalLink»:{«buttonLabels»:[«\u0423\u0437\u043d\u0430\u0442\u044c»,»\u0427\u0438\u0442\u0430\u0442\u044c»,»\u041d\u0430\u0447\u0430\u0442\u044c»,»\u0417\u0430\u043a\u0430\u0437\u0430\u0442\u044c»,»\u041a\u0443\u043f\u0438\u0442\u044c»,»\u041f\u043e\u043b\u0443\u0447\u0438\u0442\u044c»,»\u0421\u043a\u0430\u0447\u0430\u0442\u044c»,»\u041f\u0435\u0440\u0435\u0439\u0442\u0438″]}},»deviceList»:{«desktop»:»\u0414\u0435\u0441\u043a\u0442\u043e\u043f»,»smartphone»:»\u0421\u043c\u0430\u0440\u0442\u0444\u043e\u043d\u044b»,»tablet»:»\u041f\u043b\u0430\u043d\u0448\u0435\u0442\u044b»}},»isModerator»:false}

Еженедельная рассылка

Одно письмо с лучшим за неделю

Проверьте почту

Отправили письмо для подтверждения

ТОП 10 примеров WebGL технологий

Технологии дополненной и виртуальной реальности постоянно развиваются, но мало, кто знает про такую возможность как Web VR, которая позволяет при помощи различных адаптивных блоков размещать на своем сайте как целый 3D мир, так и отдельные 3D объекты.

Использование Web VR увеличивает время нахождения пользователей на сайте и тем самым повышает сайт в поисковой выдаче благодаря поведенческому фактору, что делает эту технологию отличным инструментом для SEO специалиста.

Что такое WebGL

Согласно википедии, WebGL (Web-based Graphics Library) — кроссплатформенный API для 3D-графики в браузере, разрабатываемый некоммерческой организацией-консорциумом Khronos Group, куда, кстати, входят такие ведущие разработчики браузеров как Google (Chrome), Mozilla (Firefox), и Apple (Safari).

Простыми словами WebGl — это JavaScript API, позволяющий воспроизводить 3D объекты(со всеми настройками света, текстуры и материалов) без использования сторонних плагинов и позволяющая использовать устройства виртуальной реальности (Goole Cardboard, HTC Vive, Oculus и другие) для просмотра VR контента прямо в браузере. При этом, если у пользователя нет оборудования виртуальной реальности, он без проблема может наслаждаться контентом в режиме просмотра 360.

Ниже представлен ТОП 10 примеров, с применением WebGl технологии.

1. Дворец Спонца

Невероятные возможности по запеканию света и текстур от фреймворка Baylon.js. В этом примере вы увидите часть дворца Спонца в Хорватии, воссозданного в браузере без необходимости скачивать какие-либо приложения или утилиты. Окунитесь в мир виртуальной реальности без специального оборудования.

Наглядный пример того, какими возможностями обладает фреймворк Babylon.js. Здесь вы обнаружите потрясающую реалистичную графику, причем она будет корректно отображаться во всех демоверсиях WebVR.

Ссылка на проект Дворец Спонжа

2. 3D Web модель с возможностью кастомизации

В этом примере представлена 3D модель обуви, которую можно видоизменять согласно собственным предпочтения, реализуя свои скрытые дизайнерские таланты. Отличное решение для демонстрации 3D моделей, которых просто еще не существует. Написано при помощи Babylon.js.

Ссылка на проект 3D обуви

3.

Игра бластер от Mozilla VR

Небольшая мини-игра шутер от небезызвестного браузера. Уклоняйтесь от летающих врагов, стреляйте по ним в ответ(используйте пробел) и сохраняйте свою жизнь как можно дольше. Несмотря на простоту разработки, игра увлекает своей механикой и артом.

Ссылка на проект Mozilla VR

4. Konterball  WebGl

настольный теннис прямо у Вас в барузере. Выбирайте режим(одиночный или многопользовательский) и начинайте свое путешествие в мир большого спорта. Играйте, учитесь и побеждайте. Используемые библиотеки deepstream.io и three.js, cannon.js.

Ссылка на проект Теннис VR

5. Галерея VR у Вас в браузере

Сейчас, в условиях карантина, посещение мест скопления людей крайне нежелательно, но стремление к великому никто не отменял. В этом примере вы окажетесь в картинной галерее и сможете изучить творения еще не самых известных художников в окне своего браузера. Материалы и текстуры 3D галереи настроены очень качественно, создавая эффект виртуальной реальности. Использован Unity WebGl.
Ссылка на проект Галерея 3D

6. Opera North


Как прорекламировать театральное представление, не раскрывая спойлеров и создав ощущение таинственности? Яркое решение с использованием библиотеки thee.js окунет Вас в волшебный мир остросюжетного триллера в виртуальной реальности.
Ссылка на проект Opera North

7. Игра Web Race

Еще один пример с использованием библиотеки three.js, в котором вы сможете управлять гоночными машинами в дневном и ночном режиме. У Вас будет на выбор две 3D модели машин Gallardo и Veyron, выполненные с высокой степенью детализации. Меняйте камеры обзора и создавайте свои гоночные трейлеры.

Ссылка на проект игры Web Race

8. Dance Time

Этот проект сложно описать словами. Просто переходите по ссылке и Вы все поймете.
Интересный нюанс — если у Вас есть VR очки, вы сможете записать свой танец и поместить его в подобный проект.

Ссылка на проект Dance time

9. Веб-игра Учимся летать

Квадратные здания, ночь, Вы играете за пингвина, который учится летать. Управляйте стрелками, избегайте столкновений и пролетите как можно дольше. Игра не отличается качественной 3D графикой, но захватывает своей простой механикой. Очередная мини-игра на технологии WebGl.

Ссылка на проект веб-игры Учимся летать

10. 3D Вода в WebGL

Процесс создания воды для 3D проектов и виртуальной реальности — это всегда сложный последовательный математический процесс, требующий большой вычислительной мощности. Однако с выходом WebGL данная функция стала доступна и для браузеров со всей своей красотой и физикой.

Ссылка на проект воды в WebGl

Заключение

Развитие технологий дополненной и виртуальной реальности создает новые течения в научной среде, запуская разработку экспериментальных решений по расширению возможностей не только приложений, но и браузеров.

Если Вас заинтересовало это направление и вы думаете, как можно применить данную технологию к своему бизнесу, оставьте заявку на нашем сайте и мы обязательно подскажем лучшее решение по использованию WebGl для ваших проектов.

Основы WebGL и three.js. Урок 1

Я приветствую Вас на первом уроке курса «WebGL и three.js»! Прежде чем начать серию статей, давайте определимся, для кого они предназначены, какой уровень начальных знаний необходим, чтобы полноценно пройти этот курс.

Во-первых, должно быть понимание языка JavaScript: функций, циклов, массивов, объектов, синтаксиса и так далее. Без этого смотреть курс дальше нет никакого смысла (кроме как полюбоваться эффектами 3D).

Во-вторых, нужно, чтобы вы смогли развернуть (либо самостоятельно, либо по мануалу) локальный веб-сервер и создать папку с сайтом. Это нужно, чтобы AJAX корректно загрузил 3D-модели, которые мы будем вставлять в наши сцены в рамках курса. Если с этими пунктами проблем нет – добро пожаловать на курс!

Определимся, о чем этот курс, что такое WebGL и three.js.

WebGL – это программная библиотека для JavaScript’а, которая позволяет создавать 3D графику, функционирующую в браузерах. Другими словами, мы делаем 3D модель не на компьютере, в рамках программы, работающей в операционной системе, а непосредственно в браузере, но в то же время – это не флэш, к которому мы привыкли и не любим за то, что он постоянно тормозит. WebGL использует тег canvas, который появился в HTML5, но рисуем уже в 3D (а не в 2D, как привыкли).

Three.js – это библиотека, которая опирается на возможности WebGL и делает над ним надстройку, что позволяет работать с WebGL более удобным образом и писать меньше строчек кода.

Стоит объяснить, почему выбран three.js, а не чистый WebGL. Причин несколько. Первая и главная –

быстрый результат. Когда вы пробуете новую технологию, вы являетесь в ней новичками, которым хочется увидеть моментальный результат. Сделать первую сцену, вывести машину в виде 3D модели и показывать друзьям, как она крутится, – здорово же! Гораздо интереснее, чем, скажем, две недели изучать шейдеры,  базовое отображение и создание материала для WebGL. Three.js же выполняет всю низкоуровневую работу с WebGL за нас, предоставляя набор классов с понятным интерфейсом для удобной работы с 3D графикой, а кроме этого, она позволяет быстро достичь результата, не разбираясь во всех сложностях и тонкостях в отображении материалов в WebGL. Скачать библиотеку и посмотреть множество интересных примеров можно на её официальном сайте (http://www.threejs.org). Мы также это будем делать в рамках всего курса: и смотреть готовые примеры, и писать свои.

Прежде чем перейти к написанию кода, нужно понять, что из себя представляет изображение в 3D; мы будем говорить об этом в терминах библиотеки three.js, чтобы в дальнейшем было проще понять и запомнить названия классов.

Основные понятия WebGL и three.js

Первое, что появляется в 3D пространстве – это рендереры (так же называется класс в three.js). Рендерер – это сущность, отображающая на canvas выбранную сцену с выбранной камерой. Сцена – это 3D пространство, в котором располагаются нужные объекты: элементы (иначе — меши) и источники света, которые освещают элементы с какой-либо стороны. Для наглядности можно представить себе куб как самую простую сцену и три оси, где располагаются элементы. От чего в первую очередь зависит внешний вид элементов? А зависит он именно от камеры – той точки, с который мы сейчас смотрим на сцену (и в ту точку, куда мы смотрим). Поэтому рендерер, чтобы сделать отображение чего-либо на canvas, всегда принимает в себя (мы говорим уже о методе объекта WebGL) сцену и камеру. Именно эти две ключевых вещи формируют отображение пространства на тег canvas.

Что ещё есть на сцене? Источник света – элемент, который создаёт освещение. Он может быть рассеянным, точечным, направленным – всё это мы будем разбирать дальше в рамках курса. Самое главное и интересное понятие, которое здесь представлено, – это меш. Меш – это элемент сцены, который состоит из геометрии и материала. 3D объект – не простой объект, как мы хотели бы себе представить, а составная вещь. Любой объект, который мы хотим отобразить в 3D, состоит из геометрии и материала. Такой подход выбран, чтобы мы могли из простых геометрических примитивов создавать вещи, которые по-разному отображаются. Простейший пример геометрии материала: геометрия – это плоскость, материал – что-то, залитое красным цветом. В итоге получаем красную плоскость. Здесь разделяется структура и оформление. Кто знает HTML и CSS – а вы, скорее всего, их знаете, если слушаете этот курс, – то там существует такое же разделение, это тенденция.

Геометрия – это набор вершин, которые при генерации соединяются между собой графическими примитивами. Если мы берём простейшую плоскость как геометрию, то в рамках этой плоскости точки при отображении соединяются между собой прямыми линиями, и мы видим результат. Если есть сфера, то там тоже ключевые точки по сегментам соединяются прямыми линиями. И даже если будет 3D объект машины, то и в этом случае всё соединяется примитивными элементами. Разница в том, что в плоскости — четыре ключевые точки, а в машине – четыре тысячи, но суть от этого не меняется.

Переходим непосредственно к материалу. Материал – понятие намного более сложное, чем цвет, поэтому на нём нужно остановиться подробнее. Материал – это способ отображения и внешний вид элемента. Здесь кроется интересная сложность: в прошлом примере   было сказано, что мы сделаем плоскость, к примеру, красной; но существует множество разных красных плоскостей, и происходит это потому, что материал – это именно способ отображения элемента. Какие-то элементы отражают свет и/или отбрасывают тени, а какие-то нет. И список можно продолжать – всё это зависит от материала. Материал – это ни в коем случае не просто цвет, это то, как он себя ведёт в рамках представления на сцене. Тени и отражение – простейшие примеры для демонстрации.

Ещё одно понятие, которое введем сразу, потому что оно есть в библиотеке, – это текстуры. Текстура – это изображение, которое может использоваться в рамках материала, чтобы задать внешний вид объекта. Условно говоря, плоскость можно не только покрасить в красный цвет, но и подгрузить собственную картинку и размножить её по этой плоскости.

Мы ввели много понятий, и пора смотреть, как это работает в браузере. Сейчас на реальном примере рассмотрим, что такое рендерер, сцена и прочее.

Примеры элементов на 3D сцене

(данную часть статьи нагляднее изучать по видео, которое находитися вверху экрана)

Итак, вы видите тег canvas, это первая сцена. Рендерер мы не видим никогда, потому что это камера плюс сцена. Сейчас мы увидим сцену, на которой будут три оси. Первая ось – это X, она идёт горизонтально, вторая ось – Y, идёт вертикально, третья – Z, которая идёт на нас и от нас.

Камера стоит немного сбоку, потому что если бы она стояла фронтально, увидеть ось Z не получилось бы. Оси должны быть понятны всем, направление привычное: по X слева минус, справа плюс; по Z вдали минус, вблизи плюс, по Y внизу минус, вверху плюс. Но обратите внимание на интересную деталь: ось Z почему-то толще в левой части экрана, а ближе к правой части становится всё тоньше и тоньше. Дело в том, что эта ось уходит всё дальше от нас, и камера отображает объекты согласно перспективе (это называется PerspectiveCamera, которая чаще всего используется на сцене). Есть ещё стандартная камера, но её отображение совсем нереалистичное: представьте обычную комнату, в которой у вещей нет перспективы.

Третью ось мы видим из определенной позиции камеры и смотрим – заметьте, это важно! – в определенном направлении. Сейчас мы оставляем камеру в той же точке, но меняем направление и смотрим по X в точку, скажем, 250.

Изображение изменилось, будто вы стоите в помещении в том же углу, что и раньше, но повернули голову и смотрите не на дверь, а на окно и видите совершенно другую картину. Кроме изменения точки, на которую мы смотрим, можно ещё изменить точку, откуда мы смотрим. Предположим, вы из угла комнаты перешли к двери, – теперь камера по X расположена ближе к нулю.

То же самое можно сделать обратно: опять меняем позицию камеры и угол обзора, и из-за этого на сцене генерируется разное отображение. Первое, что нужно запомнить: камера всегда определяется своим местоположением и точкой, на которую мы смотрим; это основа того, что будет отображено на экране.

Теперь посмотрим на такие понятия, как меш, геометрия и материалы. Сейчас на сцене постепенно появляется новый меш, который собран из геометрии под названием «прямоугольник» (по факту – это некая плоскость).

Он составлен из материала, но материал не совсем обычный – не «basic material», а «phong material», самый сложный и самый реалистичный тип материала. На следующем этапе будет заметно, чем отличается поведение линии и плоскости. Линии составлены из «basic material» – самого простого материала, и просто покрашены в какой-то цвет, а плоскость составлена из реалистичного материала, и он, на самом деле, белый, но почему-то плоскость серая. Серой она является потому, что цвет источника освещения – 0х777777. Сейчас мы удалим из источника освещения синюю гамму и посмотрим, что произойдет: плоскость меняет свой цвет, а линии остаются такими же – продемонстрировано разное поведение материалов.

Basic material не реагирует ни на что, а плоскость с реалистичным материалом реагирует на изменения освещения. Удалим ещё красную гамму: она становится зеленой.

Помимо того, что мы играем с цветом (хотя цвет нашей плоскости остаётся белым, сейчас меняется только источник освещения), саму плоскость тоже можно изменять. Белый цвет задавать ей неинтересно, поэтому рассмотрим следующую вещь, которую мы можем задавать материалу, — текстуру. Мы задали на нашу плоскость текстуру шириной и высотой по 128 пикселей, которая по ней размножилась.

По сути, мы передали в материал некую карту, которая указывает, как ему следует себя отображать. Если мы поменяем цвет источника освещения, например, переведем его на белый дневной свет, плоскость станет гораздо ярче. Текстура, на самом деле, зеленого цвета с синим кружком – эти цвета мы теперь видим так, как они были задуманы, а не так, как отображалось при освещении. То же самое, один в один, будет происходить, когда мы будем говорить уже не про плоскость, а про сложную 3D модель.

Загружаем 3D модель машины как готовый меш. Но меш обладает только геометрией, которая ещё никак не украшена.

Разве это машина? Вы бы на такой согласились ездить?

Вот это – другое дело, уже нормально смотрится. В чем разница? В первом случае машина сделана просто: геометрия и заданный по умолчанию материал (белый материал, нереагирующий на свет). А вторая машина – это меш с реалистичным материалом, на котором определенным образом поставлена текстура, и получаем достаточно красивый результат. При этом объекты освещены со всех сторон одинаково и равномерно: нет теней, разных цветовых оттенков, потому что использовался источник рассеянного света, который со всех сторон светит одинаково, так как расположен где-то очень далеко, как солнце над головой (вообще-то солнце тени генерирует, а наше освещение пока не умеет).

Поставим точку света: посмотрите, как от этого меняется 3D мир.

Мы поставили точку света ближе к нам, и получилось, что яркая часть сейчас освещена (которая ближе к левому углу), а дальше объект плоскости становится всё более зеленым. Это происходит потому, что свет туда долетает хуже. Это аналог лампы, которую вы поставили, направили на какую-нибудь доску, и ближнюю часть она освещает хорошо, а дальнюю – плохо. Свет может быть направленный, можно генерировать тени, но всё это мы с вами увидим и научимся делать в рамках следующих уроков.

На данном этапе мы рассмотрим этот 3D мир с разных сторон и подключим OrbitControl – специальную добавку к three.js. Таким образом мы можем покрутиться по сцене и посмотреть, как это выглядит.

Не обращайте внимания на то, что периодически пропадают оси, это в порядке вещей, мы иногда смотрим на них под тем ракурсом, когда ось имеет нулевую толщину, с другой точки зрения она видна нормально. В целом это выглядит так: машины, плоскость.

Если вы хотите научиться всё это создавать, ждите следующих уроков, где мы по шагам всё разберём.

А сейчас нужно обобщить основные понятия, которые мы сегодня узнали, посмотреть на иерархию отображения. Первоначально у нас есть рендерер – то, что работает с тегом canvas и выводит туда изображения. Он зависит от камеры и сцены: камера направлена на сцену. На сцене есть источники света – это массив, потому что их может быть много; много может быть и мешей – 3D объектов, которые заводятся на сцену. Каждый меш представляет собой геометрию и материал. Материал – это наиболее обширное понятие, есть «хитрые» материалы (например, с отражением), но это уже высший пилотаж, который мы сейчас рассматривать не будем.  Но так или иначе, материал включает в себя правила отображения, возможность поставить цвета, текстуры и многое другое. Так выглядит иерархия отображения в рамках просмотра сцены с простейшей стороны.

Пожалуйста, запомните эти понятия и связи между ними, чтобы на следующем уроке, когда мы начнём писать код, вам было проще ориентироваться, и вы не путались в названиях классов и их значениях.

На следующем уроке мы рассмотрим, как подключается библиотека three.js, создадим первую сцену и поставим туда какие-нибудь объекты.

Подписывайтесь на мой youtube канал, чтобы не пропустить следующие уроки!

20. 10.2015

Понравился материал? Поделись с друзьями!

Top 21 JavaScript 3D-библиотека и фреймворки

В технологической экосистеме, как и в браузерах, произошла большая эволюция. Мы перешли от простых веб-страниц к мощным прогрессивным веб-приложениям. Наши браузеры теперь могут отображать трехмерную графику.

Сегодня я познакомлю вас с 21 библиотекой и фреймворком JavaScript 3D, о которых вы, вероятно, не слышали.

1. Three.Js

Threejs — это высокоуровневая графическая библиотека JavaScript и API, разработанная Рикардо Кабелло в 2010 году, которая предоставляет разработчикам возможность отображать трехмерную графику из любого браузера.Он самый популярный и поддерживается большим сообществом разработчиков.

Ссылка

2. D3

D3 — Data-Driven Document позволяет им создавать потрясающие визуальные информационные отчеты, отзывчивые маркерные диаграммы, диаграммы солнечных лучей и иллюстрации. Он сочетает в себе мощные методы визуализации и взаимодействия, чтобы дать вам полный контроль над вашими данными.

Ссылка

3. Aframe

Эта инфраструктура JavaScript предоставляет разработчикам возможность разрабатывать проекты виртуальной реальности, которые могут отображаться в браузерах.

Ссылка

4. Babylon Js

Babylon — это среда JavaScript, созданная на основе библиотеки веб-графики, используемой для визуализации графики в веб-браузере. Хотя BabylonJS был разработан как менее сложный.

Ссылка

5. Zdog

Zdog — это трехмерный движок JavaScript для холста и SVG. Zdog — это псевдо-3D движок, в котором геометрия существует в 3D, но визуализируется как плоские формы.

Ссылка

6. Cannon Js

Это веб-движок Physics Engine, разработанный для улучшения разработки веб-игр.Он вводит в Интернет простое обнаружение столкновений, различные формы тела, контакты, трение и ограничения. У него также есть мощный API, который позволяет вам строить свои собственные идеи.

Ссылка

7. PlayCanvas

PlayCanvas — игровой движок, использующий HTML5 и WebGL для создания игр и других интерактивных 3D-компонентов.

Ссылка

8. LightGL.js

LightGl.js основан на платформе WebGL. и считается самой быстрой и легкой библиотекой для рендеринга 3D в браузере.LightGl предлагает вам полный контроль над вашей кодовой базой.

Ссылка

9. Phoria.js

PhoriaJs предназначен для визуализации веб-эффектов движения с использованием элементов холста HTML5. Он не основан на WebGL, поэтому вам не о чем беспокоиться.

Ссылка

10. Cesium

CesiumJs использует WebGL для аппаратного ускорения графики. Он был разработан для создания трехмерных глобусов и двухмерных карт в веб-браузерах.

Ссылка

11. Scene

Scene.Js — это библиотека анимации на основе временной шкалы JavaScript для создания анимационных веб-сайтов.Он позволяет создавать хронологический порядок перемещений и положений объектов.

Ссылка

12. Xeogl

Xeogl — это визуализация трехмерной модели на WebGl, которая предоставляет вам инструменты для создания трехмерных миров в браузерах, разработанные xeolabs.

ссылка

13. ClayGl

ClayGL — это простой в использовании, настраиваемый для высококачественной графики и построения масштабируемых приложений Web3D на основе графической библиотеки WebGL.

Ссылка

14. Divsugar

DivSugar — это библиотека на основе CSS, которая отображает трехмерный график сцены, систему анимации и классы геометрии.очень легко интегрировать 3D-анимацию в существующие веб-страницы.

Ссылка

15. jQuery Interactive 3D

jQuery Interactive 3D позволяет создавать 3D-объекты, используя изображения в качестве фреймов, позволяя перетаскивать эти изображения и манипулировать ими

Ссылка

16. Voodoo

Voodoo — это среда Javascript для интеграции 2D и трехмерные элементы вместе.

Ссылка

17. Tiltjs

Это крошечный запрос с поддержкой анимацииFrame с легким эффектом параллакса и наклона 60 + fps для jQuery.

Ссылка

18. Turbulenz_engine

Turbulenz — это модульная трехмерная и двухмерная игровая среда, которая позволяет создавать игры в браузерах на основе HTML5.

Ссылка

19. Voxel

Voxel — это набор инструментов JavaScript для создания веб-игр. Это набор проектов, которые упростят вашу разработку.

Ссылка

20. SVG-mesh-3d

Это модуль высокого уровня, который преобразует строку SVG в трехмерную триангулированную сетку.

Ссылка

21. SVG 3D Builder

SVG 3D Builder создает 3D-модели с SVG и предоставляет краткий API.

Ссылка

Заключение

Если вы хотите разрабатывать игры или 3D-модели для браузеров или веб-приложений, вам следует попробовать одну из этих библиотек.

Не забудьте поделиться с нами своими мыслями в разделе комментариев

3D-программирование с помощью JavaScript и библиотеки Three.js 3D

Вы хотите заняться 3D-программированием с помощью Javascript, но не знаете, с чего начать?

Может быть, вы пробовали Тройку.js 3D Library, но было слишком сложно понять.

Или, может быть, вы только что решили, что хотите создавать 3D-игры, используя Javascript, но не знаете, с чего начать.

Какой бы ни была причина, если вы хотите быстро освоить 3D-программирование на Javascript, вы находитесь в нужном месте.

Станьте компетентным в одной из самых востребованных областей знаний, которые ищут клиенты и организации!

Ваш преподаватель курса — Шей Тавор, который имеет более чем 15-летний опыт программирования на Javascript и зарекомендовал себя как опытный программист и преподаватель 3D.

Если у вас есть опыт программирования в 3D, вы, вероятно, сочли это довольно сложным.

Шей обладает уникальными навыками в упрощении понимания сложных задач, и он объяснит важные концепции и темы в 3D-программировании, используя Javascript в библиотеке Three.js 3D.

Этот курс содержит наиболее полные и подробные руководства, которые охватывают все, что вам нужно знать о программировании Javascript 3D.

К концу этого курса вы получите более глубокое понимание концепций, относящихся к трехмерному графическому пространству, сможете добавить трехмерную глубину в любую HTML-игру и сможете создавать трехмерные логотипы, тексты и анимацию, а также включить их в стандартную статическую HTML-страницу.И это только начало.

Что вы узнаете в этом курсе?

Вы узнаете, как разрабатывать и создавать свои собственные трехмерные логотипы, тексты и анимацию, а также сможете включать их в стандартную статическую страницу HTML или игру в формате HTML. Это один из самых важных компонентов веб-приложений.

Курс 3D-программирования использует Javascript и Three.js (3D-библиотеку Javascript) и представляет собой наиболее полный и подробный курс по этой популярной 3D-библиотеке Javascript.

Какие основные темы рассматриваются в этом курсе?

Javascript: приложение Three.js

Геометрические объекты

Сложный материал по геометрии

Фары

Камеры

Взаимодействие с пользователем

Добавление реализма

Кроме того, этот курс включает 10 задач по кодированию , которые помогут вам отточить вновь приобретенные навыки и понимание всего процесса и того, как он работает.

Почему запись на этот курс — лучшее решение, которое вы можете принять.

Идеальным учеником был бы человек с базовыми знаниями Javascript, стремящийся улучшить свои навыки и освоить 3D-программирование, чтобы вывести свои знания на новый уровень.

Включено множество примеров, чтобы облегчить изучение и понимание.

Завершение курса «3D-программирование с помощью Javascript: Three.js» предоставит вам инструменты и навыки, необходимые для перехода вашего программирования на новый уровень.

Готовы воплотить свои идеи в жизнь? Почему бы не начать сегодня?

Нажмите кнопку Регистрация , чтобы записаться на курс!

enable3d • 3D для Интернета, мобильных устройств и ПК

Физика для Three.js

С легкостью добавьте физику (ammo. js) в сцену Three.js. Включая динамические, статические и кинематические тела, Составные формы, ограничения, фиксация движения ПЗС и многое другое.

Физика патронов на Node.js

Запустите модуль Headless Physics от enable3d на своем сервере Node.js без использования дополнительных пакетов, таких как электрон, узел-холст, jsdom или кукловод.

Автономная 3D-платформа

Используйте enable3d, чтобы легко настроить и запустить свою первую 3D-игру HTML5 WebGL за считанные минуты. Он использует популярные Три.js Engine и ammo.js (bullet3) Physics.

Расширение Phaser 3D

Интегрируйте 3D-объекты и физику с помощью нескольких строк кода в свои игры Phaser. Используйте все интересные функции Phaser вы привыкли создавать потрясающие 3D-игры.

С открытым исходным кодом и бесплатно

Да, enable3d является бесплатным и с открытым исходным кодом. Вы найдете все на github.Стажировка проекта очень помогает! Это показывает, что людям это нравится и, таким образом, будет мотивировать меня развивать его дальше 🙂

Интернет, мобильные устройства и ПК

Написан на JavaScript (TypeScript), позволяет легко развернуть его на любом http-сервере. Использовать конденсатор для развертывания вашей игры на Android и iOS и электрон, чтобы развернуть его в Windows и OSX.

Ознакомительное видео

Посмотрите отличное вступительное видео на YouTube.

Стать спонсором

шаблоны

Обсуждения

Свяжитесь с сообществом на Обсуждения на GitHub.

Многопользовательские игры

Хотите сделать многопользовательскую игру? Вы можете запустить enable3d на клиенте и сервере (в автономном режиме; с физика).Также проверьте geckos.io.

Сервер разработки

Нужен отличный dev-сервер? Проверьте Five Server:

Тодос

Эти функции все в моем списке дел:

  • Улучшение документации
  • Использование веб-воркеров для Ammo.js Physics

Подробнее

Изначально я хотел сделать 3D-расширение только для Phaser 3. Отсюда и произошло название enable3d.Но теперь этот проект может намного больше. Я разделил основной проект на отдельные модули. Так что вы можете теперь используйте enable3d как подключаемый модуль Physics для Three.js , как автономную 3D-среду , как 3D Extension для Phaser или на сервере Node. js .

Лучшие библиотеки 3D JavaScript для веб-дизайнеров

JavaScript в настоящее время является одним из самых популярных языков сценариев в мире.Библиотеки 3D JavaScript стали очень популярными. Библиотеки 3D JavaScript можно использовать для графики и игр.

Вот тщательно подобранный список лучших библиотек 3D JavaScript, которые вы можете использовать для веб-дизайнеров.

1. Babylon.js

Babylon.js — одна из самых популярных библиотек 3D JavaScript. Он имеет ряд доступных функций.

  • С помощью редактора частиц Babylon.js 4.2 вы можете легко создавать и настраивать системы частиц.
  • Он обеспечивает еще большую поддержку PBR (физический рендеринг).Вы можете создавать свои собственные материалы и шейдеры PBR в простом визуальном редакторе.
  • Babylon Native помогает создавать собственные приложения с той же мощностью рендеринга и кодом, которые используются для ваших веб-приложений Babylon. js.
  • Babylon.js 4.2 включает обновленную поддержку WebXR. Этот захватывающий новый стандарт позволяет разработчикам легко создавать привлекательные кросс-браузерные веб-интерфейсы AR / VR.
  • Babylon.js 4.2 поддерживает новейшие расширения .glTF, как ратифицированные, так и экспериментальные! Это включает в себя последние усилия Рабочей группы Commerce 3D и KTX + BasisU.

2. Three.js

Three.js — одна из самых универсальных библиотек 3D JavaScript. Three.js использует WebGL для создания трехмерных изображений в вашем браузере. Three.js упрощает использование WebGL, удаляя зависимость кода от теней, света, материалов, текстур и т. Д.

Ниже представлена ​​структура приложения Three.js. Вы можете проверить страницу с основами для получения дополнительной информации.

3. D3.js

D3.js — это библиотека JavaScript для управления документами на основе данных.D3 помогает оживить данные с помощью HTML, SVG и CSS. Акцент D3 на веб-стандартах дает вам все возможности современных браузеров, не привязывая себя к проприетарной платформе, сочетая мощные компоненты визуализации и управляемый данными подход к манипуляциям с DOM.

D3 позволяет связывать произвольные данные с объектной моделью документа (DOM), а затем применять к документу управляемые данными преобразования. Например, вы можете использовать D3 для создания таблицы HTML из массива чисел.Или используйте те же данные для создания интерактивной гистограммы SVG с плавными переходами и взаимодействием.

D3 — это не монолитная структура, которая стремится предоставить все мыслимые функции. Вместо этого D3 решает суть проблемы: эффективное управление документами на основе данных. Это позволяет избежать проприетарного представления и обеспечивает исключительную гибкость, раскрывая все возможности веб-стандартов, таких как HTML, SVG и CSS. При минимальных накладных расходах D3 работает чрезвычайно быстро, поддерживает большие наборы данных и динамическое поведение для взаимодействия и анимации.Функциональный стиль D3 позволяет повторно использовать код с помощью разнообразного набора официальных модулей и модулей, разработанных сообществом.

4. ЦезийJS

CesiumJS — это библиотека JavaScript с открытым исходным кодом для создания трехмерных глобусов и карт мирового класса с максимально возможной производительностью, точностью, визуальным качеством и простотой использования. Разработчики из разных отраслей, от аэрокосмической до умных городов и дронов, используют CesiumJS для создания интерактивных веб-приложений для обмена динамическими геопространственными данными.

Построенный на основе открытых форматов, CesiumJS разработан для обеспечения надежной совместимости и масштабирования для массивных наборов данных.

  • Поток в 3D-плитках и других стандартных форматах из иона цезия или другого источника
  • Визуализируйте и анализируйте на высокоточном глобусе WGS84
  • Поделиться с пользователями на настольных или мобильных устройствах

5. WebGL

WebGL (библиотека веб-графики) — это JavaScript API для рендеринга высокопроизводительной интерактивной трехмерной и двухмерной графики в любом совместимом веб-браузере без использования подключаемых модулей. WebGL делает это, представляя API, который полностью соответствует OpenGL ES 2.0, который можно использовать в элементах HTML5 . Это соответствие позволяет API использовать преимущества аппаратного ускорения графики, обеспечиваемого устройством пользователя.

WebGL предоставляет возможность 3D без дополнительных модулей в Интернете, реализованную прямо в браузере. Основные поставщики браузеров Apple (Safari), Google (Chrome), Microsoft (Edge) и Mozilla (Firefox) являются членами рабочей группы WebGL.

Программы

WebGL состоят из управляющего кода, написанного на JavaScript, и кода шейдера (GLSL), который выполняется на графическом процессоре (GPU) компьютера.Элементы WebGL можно смешивать с другими элементами HTML и комбинировать с другими частями страницы или фоном страницы.

3D-игр в Интернете — Разработка игр

Для богатого игрового процесса в Интернете лучшим оружием является WebGL, который отображается на HTML . WebGL — это, по сути, OpenGL ES 2.0 для Интернета — это API JavaScript, предоставляющий инструменты для создания богатой интерактивной анимации и, конечно же, игр. Вы можете создавать и отображать динамическую трехмерную графику с помощью аппаратного ускорения JavaScript.

Документация и спецификация проекта WebGL поддерживается Khronos Group, а не W3C, как большинство веб-API. Поддержка современных браузеров очень хороша, даже на мобильных устройствах, так что вам не нужно особо об этом беспокоиться. Все основные браузеры поддерживают WebGL, и все, на чем вам нужно сосредоточиться, — это оптимизировать производительность на используемых вами устройствах.

В ближайшем будущем прилагаются постоянные усилия по выпуску WebGL 2.0 (на основе OpenGL ES 3.0), который принесет много улучшений и поможет разработчикам создавать игры для современного Интернета с использованием современного мощного оборудования.

Основы теории трехмерности сосредоточены вокруг форм, представленных в трехмерном пространстве, с системой координат, используемой для вычисления их положения. Всю необходимую информацию см. В нашей статье «Объяснение основ теории 3D».

С WebGL вы можете делать гораздо больше. Есть некоторые продвинутые концепции, в которые вы должны погрузиться и узнать больше — например, шейдеры, обнаружение столкновений или последняя горячая тема: виртуальная реальность в Интернете.

Шейдеры

Стоит упомянуть шейдеры, о которых отдельная история.Шейдеры используют GLSL, специальный язык затенения OpenGL с синтаксисом, аналогичным C, который выполняется непосредственно графическим конвейером. Их можно разделить на вершинные шейдеры и фрагментные шейдеры (или пиксельные шейдеры) — первый преобразует положения фигур в реальные координаты трехмерного рисования, а второй вычисляет цвета рендеринга и другие атрибуты. Вам обязательно стоит ознакомиться со статьей GLSL Shaders, чтобы узнать о них больше.

Обнаружение столкновений

Трудно представить игру без обнаружения столкновений — нам всегда нужно работать, когда что-то сталкивается с чем-то другим. У нас есть информация для вас:

WebVR

Кодирование необработанного WebGL довольно сложно, но вы захотите разобраться с ним в долгосрочной перспективе, когда ваши проекты станут более продвинутыми (см. Нашу документацию по WebGL, чтобы начать работу). Для реальных проектов вы: Возможно, я также воспользуюсь фреймворком для ускорения разработки и помощи в управлении проектом, над которым вы работаете. Использование фреймворка для 3D-игр также помогает оптимизировать производительность, поскольку многое зависит от используемых вами инструментов, поэтому вы можете сосредоточиться на создании самой игры.

Самая популярная 3D-библиотека JavaScript — Three.js, многоцелевой инструмент, упрощающий реализацию обычных 3D-технологий. Стоит проверить и другие популярные библиотеки и фреймворки для разработки игр; A-Frame, PlayCanvas и Babylon.js — одни из самых узнаваемых с богатой документацией, онлайн-редакторами и активными сообществами.

Создание базовой демонстрации с помощью A-Frame

A-Frame — это веб-платформа для создания возможностей 3D и VR. Под капотом это тройка.js с декларативным шаблоном сущность-компонент, что означает, что мы можем создавать сцены с помощью только HTML. См. Подстраницу Создание базовой демонстрации с A-Frame для пошагового процесса создания демонстрации.

Создание базовой демонстрации с помощью Babylon.js

Babylon.js — один из самых популярных движков 3D-игр, используемых разработчиками. Как и любая другая 3D-библиотека, она предоставляет встроенные функции, которые помогут вам быстрее реализовать общие 3D-функции. См. Базовую демонстрацию создания с помощью Вавилона.js для основ использования Babylon.js, включая настройку среды разработки, структурирование необходимого HTML и написание кода JavaScript.

Создание базовой демонстрации с помощью PlayCanvas

PlayCanvas — популярный игровой движок 3D WebGL с открытым исходным кодом на GitHub, с редактором, доступным в Интернете, и хорошей документацией. См. Дополнительную информацию на подстранице Создание базовой демонстрации с помощью PlayCanvas, а также дополнительные статьи, показывающие, как создавать демонстрации с использованием библиотеки PlayCanvas и онлайн-редактора.

Создание базовой демонстрации с помощью Three.js

Three.js, как и любая другая библиотека, дает вам огромное преимущество: вместо того, чтобы писать сотни строк кода WebGL для создания чего-либо интересного, вы можете использовать встроенные вспомогательные функции для сделать это намного проще и быстрее. См. Подстраницу Создание базовой демонстрации с помощью Three.js, где описан пошаговый процесс создания демонстрации.

Другие инструменты

И Unity, и Unreal могут экспортировать вашу игру в WebGL с помощью asm.js, поэтому вы можете свободно использовать их инструменты и методы для создания игр, которые будут экспортированы в Интернет.

В этой статье мы лишь поверхностно коснулись того, что возможно с помощью доступных в настоящее время технологий. Вы можете создавать захватывающие, красивые и быстрые 3D-игры в Интернете с помощью WebGL, а библиотеки и фреймворки строятся на его основе.

Исходный код

API

Фреймворки

Учебники

Создание 3D-движка с помощью JavaScript

Эта статья была рецензирована Тимом Севериеном и Саймоном Кодрингтоном. Спасибо всем рецензентам SitePoint за то, что они сделали контент SitePoint как можно лучше!

Показывать изображения и другие плоские формы на веб-страницах довольно просто.Однако когда дело доходит до отображения трехмерных фигур, все становится труднее, поскольку трехмерная геометрия более сложна, чем двухмерная. Для этого вы можете использовать специальные технологии и библиотеки, например, WebGL и Three.js.

Однако в этих технологиях нет необходимости, если вы просто хотите отобразить некоторые базовые формы, например куб. Более того, они не помогут вам понять, как они работают и как мы можем отображать трехмерные фигуры на плоском экране.

Цель этого руководства — объяснить, как создать простой 3D-движок для Интернета без WebGL.Сначала мы увидим, как мы можем хранить 3D-формы. Затем мы увидим, как отображать эти формы в двух разных представлениях.

Сохранение и преобразование трехмерных фигур

Все формы — многогранники

Виртуальный мир отличается от реального в одном: нет ничего непрерывного и все дискретно. Например, вы не можете отобразить на экране идеальный круг. Вы можете подойти к этому, нарисовав правильный многоугольник с большим количеством ребер: чем больше у вас ребер, тем более «идеальным» будет ваш круг.

В 3D это то же самое, и к каждой форме нужно подходить с помощью 3D-эквивалента многоугольника: многогранника (трехмерной формы, в которой мы находим только плоские грани, а не изогнутые стороны, как в сфере). Это неудивительно, когда мы говорим о форме, которая уже является многогранником, например кубом, но об этом нужно помнить, когда мы хотим отобразить другие формы, например сферу.

Хранение многогранника

Чтобы догадаться, как хранить многогранник, мы должны вспомнить, как это можно идентифицировать в математике.Вы наверняка уже изучали основы геометрии в школьные годы. Например, чтобы идентифицировать квадрат, вы называете его ABCD , где A , B , C и D , относящиеся к вершинам, составляющим каждый угол квадрата.

Для нашего 3D движка будет то же самое. Мы начнем с сохранения каждой вершины нашей формы. Затем эта фигура перечислит свои грани, и каждая грань перечислит свои вершины.

Чтобы представить вершину, нам нужна правильная структура.Здесь мы создаем класс для хранения координат вершины.

  var Vertex = function (x, y, z) {
    this.x = parseFloat (x);
    this.y = parseFloat (y);
    this.z = parseFloat (z);
};
  

Теперь вершину можно создать как любой другой объект:

  var A = новая вершина (10, 20, 0,5);
  

Затем мы создаем класс, представляющий наш многогранник. Возьмем для примера куб. Ниже приводится определение класса с пояснениями сразу после него.

  var Cube = function (center, size) {
    
    var d = size / 2;

    this.vertices = [
        новая вершина (center.x - d, center.y - d, center.z + d),
        новая вершина (center.x - d, center.y - d, center.z - d),
        новая вершина (center.x + d, center.y - d, center.z - d),
        новая вершина (center.x + d, center.y - d, center.z + d),
        новая вершина (center.x + d, center.y + d, center.z + d),
        новая вершина (center.x + d, center.y + d, center.z - d),
        новая вершина (центр.x - d, center.y + d, center.z - d),
        новая вершина (center.x - d, center.y + d, center.z + d)
    ];

    
    this.faces = [
        [this.vertices [0], this.vertices [1], this.vertices [2], this.vertices [3]],
        [this.vertices [3], this.vertices [2], this.vertices [5], this.vertices [4]],
        [this.vertices [4], this.vertices [5], this.vertices [6], this.vertices [7]],
        [this.vertices [7], this.vertices [6], this.vertices [1], this.vertices [0]],
        [this.vertices [7], this.vertices [0], this.вершины [3], this.vertices [4]],
        [this.vertices [1], this.vertices [6], this.vertices [5], this.vertices [2]]
    ];
};
  

Используя этот класс, мы можем создать виртуальный куб, указав его центр и длину ребер.

  var cube = новый куб (новая вершина (0, 0, 0), 200);
  

Конструктор класса Cube начинает с генерации вершин куба, вычисленных из положения указанного центра. Схема будет более ясной, поэтому см. Ниже положения восьми вершин, которые мы генерируем:

Затем мы перечисляем лица.Каждая грань представляет собой квадрат, поэтому нам нужно указать четыре вершины для каждой грани. Здесь я решил представить лицо с помощью массива, но, если вам нужно, вы можете создать для этого специальный класс.

Когда мы создаем грань, мы используем четыре вершины. Нам не нужно снова указывать их положение, поскольку они хранятся в объекте this.vertices [i] . Это практично, но есть еще одна причина, по которой мы это сделали.

По умолчанию JavaScript пытается использовать как можно меньше памяти.Для этого он не копирует объекты, которые передаются как аргументы функций или даже хранятся в массивах. В нашем случае это идеальное поведение.

Фактически, каждая вершина содержит три числа (их координаты) плюс несколько методов, если нам нужно их сложить. Если для каждой грани мы сохраняем копию вершины, мы будем использовать много памяти, что бесполезно. Здесь все, что у нас есть, — это ссылки: координаты (и другие методы) сохраняются один раз и только один раз. Поскольку каждая вершина используется тремя разными гранями, сохраняя ссылки, а не копии, мы делим требуемую память на три (более или менее)!

Нужны ли нам треугольники?

Если вы уже играли с 3D (например, с программным обеспечением, таким как Blender, или с библиотеками, такими как WebGL), возможно, вы слышали, что нам следует использовать треугольники.Здесь я решил не использовать треугольники.

Причина этого выбора в том, что эта статья является введением в тему, и мы будем отображать основные формы, такие как кубы. В нашем случае использование треугольников для отображения квадратов было бы более сложной задачей, чем что-либо еще.

Однако, если вы планируете создать более совершенное средство визуализации, вам необходимо знать, что в целом треугольники предпочтительнее. Для этого есть две основные причины:

  1. Текстуры: для отображения изображений на лицах нам нужны треугольники по некоторым математическим причинам;
  2. Странные грани: три вершины всегда в одной плоскости.Однако вы можете добавить четвертую вершину, которая не находится в одной плоскости, и вы можете создать грань, соединяющую эти четыре вершины. В таком случае, чтобы нарисовать его, у нас нет выбора: мы должны разделить его на два треугольника (попробуйте лист бумаги!). Используя треугольники, вы сохраняете контроль и выбираете, где происходит разделение (спасибо Тиму за напоминание!).

Действие на многогранник

Есть еще одно преимущество в хранении ссылок вместо копий. Когда мы хотим изменить многогранник, использование такой системы также разделит необходимое количество операций на три.

Чтобы понять почему, давайте еще раз вспомним наш урок математики. Когда вы хотите перевести квадрат, на самом деле вы его не переводите. Фактически, вы переводите четыре вершины и присоединяете переводы.

Здесь сделаем то же самое: лица не трогаем. Мы применяем нужную операцию к каждой вершине, и все готово. Поскольку лица используют ссылки, координаты лиц обновляются автоматически. Например, посмотрите, как мы можем перевести наш ранее созданный куб:

  for (var i = 0; i <8; ++ i) {
    куб.вершины [i] .x + = 50;
    cube.vertices [i] .y + = 20;
    cube.vertices [i] .z + = 15;
}
  

Визуализация изображения

Мы знаем, как хранить 3D-объекты и как с ними работать. Пришло время посмотреть, как их просматривать! Но сначала нам понадобится небольшой теоретический опыт, чтобы понять, что мы собираемся делать.

Проекция

В настоящее время мы храним 3D координаты. Однако экран может отображать только 2D-координаты, поэтому нам нужен способ преобразования наших 3D-координат в 2D: это то, что мы называем проекцией в математике.Проекция 3D в 2D - это абстрактная операция, выполняемая новым объектом, называемым виртуальной камерой. Эта камера принимает 3D-объект и преобразует его координаты в 2D, чтобы отправить их в средство визуализации, которое отобразит их на экране. Здесь мы предположим, что наша камера расположена в начале нашего трехмерного пространства (поэтому ее координаты равны (0,0,0) ).

С самого начала этой статьи мы говорили о координатах, представленных тремя числами: x , y и z .Но для определения координат нам нужен базис: z вертикальная координата? Он идет вверх или вниз? Не существует универсального ответа или условностей, поскольку дело в том, что вы можете выбирать все, что хотите. Единственное, что вы должны иметь в виду, это то, что когда вы работаете с 3D-объектами, вы должны быть последовательны, поскольку формулы будут меняться в зависимости от этого. В этой статье я выбрал основу, которую вы видите на схеме куба выше: x слева направо, y сзади вперед и z снизу вверх.

Теперь мы знаем, что делать: у нас есть координаты в базисе (x, y, z) , и для их отображения нам нужно преобразовать их в координаты в базисе (x, z) : так как это самолет, мы сможем их показать.

Нет только одного прогноза. Хуже того, существует бесконечное количество различных проекций! В этой статье мы увидим два разных типа проекции, которые на практике являются наиболее часто используемыми.

Как отрендерить нашу сцену

Прежде чем проецировать наши объекты, давайте напишем функцию, которая будет их отображать.Эта функция принимает в качестве параметров массив, в котором перечислены объекты для рендеринга, контекст холста, который должен использоваться для отображения объектов, и другие детали, необходимые для рисования объектов в нужном месте.

Массив может содержать несколько объектов для рендеринга. Эти объекты должны учитывать одно: наличие общедоступного свойства с именем faces , которое представляет собой массив, в котором перечислены все грани объекта (например, наш ранее созданный куб). Эти грани могут быть любыми (квадрат, треугольник или даже двенадцатьугольник, если хотите): они просто должны быть массивами, перечисляющими их вершины.

Давайте посмотрим на код функции и объясним:

  функция render (objects, ctx, dx, dy) {
    
    for (var i = 0, n_obj = objects.length; i  

Эта функция заслуживает пояснений. Точнее, нам нужно объяснить, что это за функция project () , и что это за аргументы dx и dy . Остальное - не что иное, как перечисление объектов и рисование каждой грани.

Как следует из названия, функция project () предназначена для преобразования трехмерных координат в двухмерные. Он принимает вершину в 3D-пространстве и возвращает вершину в 2D-плоскости, которую мы могли бы определить, как показано ниже.

  var Vertex2D = function (x, y) {
    this.x = parseFloat (x);
    this.y = parseFloat (y);
};
  

Вместо того, чтобы назвать координаты x и z , я выбрал здесь, чтобы переименовать координату z в y , чтобы сохранить классическое соглашение, которое мы часто находим в 2D-геометрии, но вы можете оставить z , если хотите. .

Точное содержание проекта () - это то, что мы увидим в следующем разделе: оно зависит от выбранного вами типа проекции. Но каким бы ни был этот тип, функцию render () можно оставить, как сейчас.

Когда у нас есть координаты на плоскости, мы можем отобразить их на холсте, и это то, что мы делаем ... с небольшим трюком: мы не рисуем фактические координаты, возвращаемые функцией project () .

Фактически, функция project () возвращает координаты на виртуальной 2D-плоскости, но с тем же началом, что и то, которое мы определили для нашего 3D-пространства.Однако мы хотим, чтобы начало координат было в центре нашего холста, поэтому мы переводим координаты: вершина (0,0) находится не в центре холста, а (0 + dx, 0 + dy ) есть, если грамотно выбрать dx и dy . Поскольку мы хотим, чтобы (dx, dy) находился в центре холста, у нас действительно нет выбора, и мы определяем dx = canvas.width / 2 и dy = canvas.height / 2 .

Наконец, последняя деталь: почему мы используем -y , а не y напрямую? Ответ в нашем выборе основы: ось z направлена ​​вверх.Затем в нашей сцене вершина с положительной координатой z переместится вверх. Однако на холсте ось y направлена ​​вниз: вершина с положительной координатой y будет перемещаться вниз. Вот почему нам нужно определить координату y холста на холсте как обратную координате z нашей сцены.

Теперь, когда функция render () понятна, пора взглянуть на project () .

Ортогональный вид

Начнем с орфографической проекции.Как самый простой, он идеально подходит для понимания того, что мы будем делать.

У нас есть три координаты, а нам нужны только две. Что проще всего сделать в таком случае? Удалите одну из координат. И это то, что мы делаем в орфографической проекции. Мы удалим координату, представляющую глубину: координату y .

  function project (M) {
    вернуть новый Vertex2D (M.x, M.z);
}
  

Теперь вы можете протестировать весь код, который мы написали с начала этой статьи: он работает! Поздравляем, вы только что отобразили 3D-объект на плоском экране!

Эта функция реализована в живом примере ниже, где вы можете взаимодействовать с кубом, вращая его с помощью мыши.

См. Ортографический вид Pen 3D от SitePoint (@SitePoint) на CodePen.

Иногда орфографический вид - это то, что нам нужно, так как оно имеет то преимущество, что сохраняет параллели. Однако это не самый естественный вид: наши глаза так не видят. Вот почему мы увидим вторую проекцию: перспективный вид.

Вид в перспективе

Перспективный вид немного сложнее, чем орфографический, так как нам нужно сделать некоторые вычисления. Однако эти вычисления не так уж и сложны, и вам просто нужно знать одно: как использовать теорему о перехвате.

Чтобы понять почему, давайте посмотрим на схему, представляющую орфографическое представление. Мы спроецировали наши точки на плоскость ортогонально.

Но в реальной жизни наши глаза больше похожи на следующую схему.

В основном у нас есть два шага:

  1. Соединяем исходную вершину и начало координат камеры;
  2. Проекция - это пересечение этой прямой и плоскости.

В отличие от ортогонального вида, здесь важно точное местоположение плоскости: если вы поместите плоскость далеко от камеры, вы не получите того же эффекта, что и если бы вы поместили ее близко к ней.Здесь мы размещаем его на расстоянии d от камеры.

Начиная с вершины M (x, y, z) в трехмерном пространстве, мы хотим вычислить координаты (x ', z') проекции M ' на плоскости.

Чтобы угадать, как мы будем вычислять эти координаты, давайте возьмем другую точку зрения и рассмотрим ту же схему, что и выше, но если смотреть сверху.

Мы можем распознать конфигурацию, используемую в теореме о перехвате.В схеме выше мы знаем некоторые значения: x , y и d , среди прочих. Мы хотим вычислить x ', поэтому применяем теорему о перехвате и получаем следующее уравнение: x' = d / y * x .

Теперь, если вы посмотрите на ту же сцену со стороны, вы получите аналогичную схему, позволяющую получить значение z ' благодаря z , y и d : z' = d / г * г .

Теперь мы можем написать функцию project () , используя вид в перспективе:

  function project (M) {
    
    var d = 200;
    var r = d / M.у;

    вернуть новый Vertex2D (r * M.x, r * M.z);
}
  

Эту функцию можно проверить на живом примере ниже. И снова вы можете взаимодействовать с кубом.

См. Трехмерный перспективный вид пера от SitePoint (@SitePoint) на CodePen.

Заключительные слова

Наш (очень простой) 3D-движок теперь готов отображать любую 3D-форму, которую мы хотим. Есть кое-что, что вы можете сделать, чтобы улучшить его. Например, мы видим каждое лицо наших фигур, даже те, что находятся сзади. Чтобы скрыть их, вы можете реализовать отбраковку обратной стороны.

Также мы не говорили о текстурах. Здесь все наши формы одного цвета. Вы можете изменить это, например, добавив в свои объекты свойство color , чтобы знать, как их рисовать. Вы даже можете выбрать один цвет для каждого лица, не меняя многих вещей. Вы также можете попробовать отобразить изображения на лицах. Однако это сложнее, и подробное описание того, как это сделать, потребует целой статьи.

Остальное можно поменять. Мы разместили камеру в начале пространства, но вы можете ее перемещать (перед проецированием вершин потребуется смена основы).Кроме того, здесь нарисованы вершины, расположенные за камерой, а это не то, что нам нужно. Плоскость отсечения может исправить это (легко понять, сложнее реализовать).

Как видите, созданный нами 3D-движок далек от завершения, и это тоже моя собственная интерпретация. Вы можете добавить свое собственное прикосновение к другим классам: например, Three.js использует специальный класс для управления камерой и проекцией. Кроме того, мы использовали базовую математику для хранения координат, но если вы хотите создать более сложное приложение и если вам нужно, например, повернуть много вершин во время кадра, у вас не будет гладкого опыта.Чтобы оптимизировать его, вам понадобится более сложная математика: однородные координаты (проективная геометрия) и кватернионы.

Если у вас есть идеи по улучшению движка или вы создали что-то классное на основе этого кода, дайте мне знать в комментариях ниже!

10 потрясающих примеров использования Three.js с открытым исходным кодом в действии

Это может показаться безумием, но на самом деле вы можете создавать 3D-объекты с помощью JavaScript. Большинство веб-разработчиков для этого полагаются на библиотеки, такие как Three.js.

Но это настолько подробный процесс, что не все хотят в него разбираться. Теперь, если вам интересно узнать о 3D JS, лучший способ научиться - изучать других. Именно поэтому я сделал эту галерею.

Это одни из лучших проектов Three.js, которые я смог найти на CodePen. В них есть множество различных стилей и черт, которые заставят ваш творческий мотор активнее работать.

Панель инструментов веб-дизайнера

Неограниченное количество скачиваний: более 1 000 000 веб-шаблонов, тем, плагинов, ресурсов дизайна и многое другое!

1.Низкополигональная Земля

С одним элементом HTML и несколькими десятками строк CSS / JS у нас есть низкополигональная Земля от разработчика Сэма Саккона.

Поначалу может показаться, что это не так уж много. Но это одна из самых ярких идей, которые я видел, и в ней даже используется собственный эффект анимации. Массивы суши даже выступают за пределы Земли, придавая ей гораздо более реалистичный вид.

Любой, кто раньше использовал Three.js, должен знать, насколько это круто.

Это, безусловно, шаг вперед по сравнению с аналогичными проектами - в основном из-за меньшей кодовой базы.

2. Сферы

Этот странный проект, похожий на планету, также использует Three.js с довольно интересным эффектом. Сферы работают на препроцессоре Stylus, который, как вы видите, импортирован в CSS.

Он также работает без HTML, что действительно делает его зрелищным. Это все на JS, все в 3D и отлично работает в любом современном браузере.

Меньшие сферы скользят по большей сфере с использованием геометрических функций из библиотеки JS. Кажется безумным, что это возможно, но это свидетельство того, как далеко мы продвинулись с CSS.

3. Вращение планеты

Если говорить о дальнейших планетоидных идеях, мы получили эту безумно вращающуюся галактику, созданную разработчиком Брайаном Джонсом.

Он также не использует ничего, кроме Three.js и некоторого базового CSS для стилизации и организации планет. Я должен сказать, что 3D-эффекты удивительны. Я до сих пор не могу понять, что это возможно в обычном веб-браузере!

Но нельзя отрицать, что этот фрагмент кода CodePen является отличным помощником в изучении, если вы только начинаете в Three.js территория.

4. Логотип Treehouse в Three.js

Обучающий онлайн-ресурс Treehouse просто феноменален - особенно для новичков. Один из их инструкторов, Ник Петтит, фактически создал полный логотип Treehouse, используя Three.js.

И позвольте мне сказать, что это классная штука! Я никогда не видел такой установки и редко вижу ручки с такими подробными комментариями. Код Ника значительно упрощает копание, поиск функций, которые вы не понимаете, а затем поиск ответов в Google.

Все в этом 3D-логотипе должно доказывать, что современный JS далеко не устарел.

Совет: попробуйте щелкнуть + перетащить по экрану, чтобы повернуть логотип. Веселая штука!

5. Деревянная бочка

Вот еще один сумасшедший фрагмент, разработанный Ником Петтитом с использованием чистого JS-кода. Ни HTML, ни CSS - все отрисовывается с помощью языка JavaScript.

Естественно, это зависит от элемента холста, который вы можете сгенерировать внутри JavaScript. Я сам немного использовал это, но никогда до этого уровня.Это показывает, как много вы можете сделать с надежной 3D-библиотекой.

И это также доказывает, что Ник действительно умеет учить. Это лишь один из многих примеров в его учетной записи на CodePen - все комментарии к ним легко читаются, и вы можете изучать их по ходу дела.

6. Three.js + TweenMax

Разработчик Мартанд Кашьяп объединил сценарий TweenMax вместе с Three.js, чтобы сделать эту безумную вещь.

Это одна из самых уникальных ручек в этом списке с классными анимационными эффектами.Панели на самом деле выглядят как плоские 2D-поверхности, но анимация переворачивания создает естественный 3D-эффект. Это становится довольно сумасшедшим, если вы смотрите на это достаточно долго.

Фактически это было основано на проекте анимированной графики, который Мартанд преобразовал в JavaScript. Я наблюдаю это намного чаще, и это чертовски впечатляет.

7. Звездное поле частиц

Концепция движения на 2D-поверхности вызывает в памяти всевозможные конструкции параллакса. Вы найдете их повсюду в Интернете, много раз используя экспериментальные функции JavaScript.

И этот фрагмент с CodePen просто фантастичен для сбора таких идей. У него довольно сумасшедшая анимация с разными скоростями масштабирования, боковым панорамированием и множеством других связанных функций.

Частицы создаются динамически, и вы можете щелкнуть в любом месте страницы, чтобы увеличить масштаб. Это похоже на бесконечную пустоту пространства - очень похоже на ту, в которой мы живем. Но эта создана с помощью чистого JS-кода.

8. Haml Cubes

Чтобы узнать больше о вращающейся геометрии, посмотрите эти Три.js кубы. Они работают на языке шаблонов Haml вместе с ~ 100 строками JavaScript.

Пожалуй, самая впечатляющая часть этого дизайна - эффект затенения. Вы не часто видите это, но это один из лучших способов создать реалистичный 3D-эффект в браузере.

К счастью, вы можете справиться со всем этим через Three.js - с правильными фрагментами. И этот может работать как отличный шаблон для этой цели.

9. Тессеракт

Майк Фей разработал этот невероятно сложный тессеракт, визуализированный в трехмерном пространстве.На самом деле это больше похоже на развернутый куб, организованный в трехмерное пространство - вроде куба внутри куба.

Но обратите внимание, что эта демонстрация требует много библиотек, чтобы начать работу. У Майка есть пять различных сценариев JS с jQuery, jQuery UI, ThreeJS, TweenJS и сценарий CubeJS. Последние 3 размещены на его личном сайте и должны быть свободными.

Не могу сказать, что этот проект окажется ценным в реальном мире. Но это чертовски полезный ресурс, если вы хотите погрузиться в трехмерную пространственную геометрию.

10. 3D-осколки

Разработчик

Тобиас Дюр построил эти 3D-осколки как образец того, что возможно в ThreeJS. Они работают так же, как вращающиеся кубы, упомянутые ранее, за исключением того, что формы отличаются, и затенение тоже исчезло.

Я бы счел это более легким вступлением для изучения ThreeJS, если вы не знаете, с чего начать. Конечно, это не учебник, поэтому он не может научить вас, как другие ресурсы.

Но, просто изучив этот код, вы получите новые идеи для своей работы.

11. 3D дерево Пифагора

Это трехмерное дерево Пифагора просто потрясающе. Разработчик Хосеп Ллодра создал этот проект с использованием всего 150 строк JavaScript вместе с библиотекой Three.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *