教你用three.js写一个炫酷的3D登陆页面，纯干货！

时间：2023-08-29 03:30:01 | 来源：网站运营

时间：2023-08-29 03:30:01 来源：网站运营

教你用three.js写一个炫酷的3D登陆页面，纯干货！：该篇文章用到的主要技术：vue3、three.js

废话不多说，直接进入正题

Three.js的基础知识

想象一下，在一个虚拟的3D世界中都需要什么？首先，要有一个立体的空间，其次是有光源，最重要的是要有一双眼睛。下面我们就看看在three.js中如何创建一个3D世界吧！

1.创建一个场景

2.设置光源

3.创建相机，设置相机位置和相机镜头的朝向

4.创建3D渲染器，使用渲染器把创建的场景渲染出来

此时，你就通过three.js创建出了一个可视化的3D页面，很简单是吧！

关于场景

你可以为场景添加背景颜色，或创建一个盒模型（球体、立方体），给盒模型的内部贴上图片，再把相机放在这个盒模型内部以达到模拟场景的效果。盒模型的方式多用于360度全景，比如房屋vr展示

【登陆页面】创建场景的例子：

const scene = new THREE.Scene()// 在场景中添加雾的效果，Fog参数分别代表‘雾的颜色’、‘开始雾化的视线距离’、刚好雾化至看不见的视线距离’scene.fog = new THREE.Fog(0x000000, 0, 10000)// 盒模型的深度const depth = 1400// 在场景中添加一个圆球盒模型// 1.创建一个立方体const geometry = new THREE.BoxGeometry(1000, 800, depth)// 2.加载纹理const texture = new THREE.TextureLoader().load('bg.png')// 3.创建网格材质（原料）const material = new THREE.MeshBasicMaterial({map: texture, side: THREE.BackSide})// 4.生成网格const mesh = new THREE.Mesh(geometry, material)// 5.把网格放入场景中scene.add(mesh)复制代码

关于光源

为场景设置光源的颜色、强度，同时还可以设置光源的类型（环境光、点光源、平行光等）、光源所在的位置

【登陆页面】创建光源的例子：

// 1.创建环境光const ambientLight = new THREE.AmbientLight(0xffffff, 1)// 2.创建点光源，位于场景右下角const light_rightBottom = new THREE.PointLight(0x0655fd, 5, 0)light_rightBottom.position.set(0, 100, -200)// 3.把光源放入场景中scene.add(light_rightBottom)scene.add(ambientLight)复制代码

关于相机（重要）

很重要的一步，相机就是你的眼睛。这里还会着重说明一下使用透视相机时可能会遇到的问题，我们最常用到的相机就是正交相机和透视相机了。

正交相机：无论物体距离相机距离远或者近，在最终渲染的图片中物体的大小都保持不变。用于渲染2D场景或者UI元素是非常有用的。如图：

图注解：

1.图中红色三角锥体是视野的大小

2.红色锥体连着的第一个面是摄像机能看到的最近位置

3.从该面通过白色辅助线延伸过去的面是摄像机能看到的最远的位置

透视相机：被用来模拟人眼所看到的景象。它是3D场景的渲染中使用得最普遍的投影模式。如图：

我们在使用透视相机时，可能会遇到这种情况：边缘处的物体会产生一定程度上的形变，原因是：透视相机是鱼眼效果，如果视域越大，边缘变形越大。为了避免边缘变形，可以将fov角度设置小一些，距离拉远一些

关于透视相机的几个参数，new THREE.PerspectiveCamera(fov, width / height, near, far)

• fov（field of view） — 摄像机视锥体垂直视野角度
• aspect（width / height） — 摄像机视锥体长宽比
• near — 摄像机视锥体近端面
• far — 摄像机视锥体远端面

/** * 为了避免边缘变形，这里将fov角度设置小一些，距离拉远一些 * 固定视域角度，求需要多少距离才能满足完整的视野画面 * 15度等于(Math.PI / 12) */const container = document.getElementById('login-three-container')const width = container.clientWidthconst height = container.clientHeightconst fov = 15const distance = width / 2 / Math.tan(Math.PI / 12)const zAxisNumber = Math.floor(distance - depth / 2)const camera = new THREE.PerspectiveCamera(fov, width / height, 1, 30000)camera.position.set(0, 0, zAxisNumber)const cameraTarget = new THREE.Vector3(0, 0, 0)camera.lookAt(cameraTarget)复制代码

关于渲染器

用WebGL渲染出你精心制作的场景。它会创建一个canvas进行渲染

【登陆页面】创建渲染器的例子：

// 获取容器domconst container = document.getElementById('login-three-container')// 创建webgl渲染器实例const renderer = new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true, alpha: true })// 设置渲染器画布的大小renderer.setSize(width, height)// 把画布实例（canvas）放入容器中container.appendChild(renderer.domElement)// 渲染器渲染场景renderer.render(scene, camera)复制代码需要注意，这样创建出来的场景并没有动效，原因是这次渲染的仅仅只是这一帧的画面。为了让场景中的物体能动起来，我们需要使用requestAnimationFrame，所以我们可以写一个loop函数

//动画刷新const loopAnimate = () => { requestAnimationFrame(loopAnimate) scene.rotateY(0.001) renderer.render(scene, camera)}loopAnimate()复制代码

完善效果

创建一个左上角的地球

// 加载纹理const texture = THREE.TextureLoader().load('earth_bg.png')// 创建网格材质const material = new THREE.MeshPhongMaterial({map: texture, blendDstAlpha: 1})// 创建几何球体const sphereGeometry = new THREE.SphereGeometry(50, 64, 32)// 生成网格const sphere = new THREE.Mesh(sphereGeometry, material)// 为了单独操作球体的运动效果，我们把球体放到一个组中const Sphere_Group = new THREE.Group()const Sphere_Group.add(sphere)// 设置该组（球体）在空间坐标中的位置const Sphere_Group.position.x = -400const Sphere_Group.position.y = 200const Sphere_Group.position.z = -200// 加入场景scene.add(Sphere_Group)// 使球能够自转，需要在loopAnimate中加上Sphere_Group.rotateY(0.001)复制代码使地球自转

// 渲染星球的自转const renderSphereRotate = () => { if (sphere) { Sphere_Group.rotateY(0.001) }}// 使球能够自转，需要在loopAnimate中加上const loopAnimate = () => { requestAnimationFrame(loopAnimate) renderSphereRotate() renderer.render(scene, camera)}复制代码创建星星

// 初始化星星const initSceneStar = (initZposition: number): any => { const geometry = new THREE.BufferGeometry() const vertices: number[] = [] const pointsGeometry: any[] = [] const textureLoader = new THREE.TextureLoader() const sprite1 = textureLoader.load('starflake1.png') const sprite2 = textureLoader.load('starflake2.png') parameters = [ [[0.6, 100, 0.75], sprite1, 50], [[0, 0, 1], sprite2, 20] ] // 初始化500个节点 for (let i = 0; i < 500; i++) { /** * const x: number = Math.random() * 2 * width - width * 等价 * THREE.MathUtils.randFloatSpread(width) * _.random使用的是lodash库中的生成随机数 */ const x: number = THREE.MathUtils.randFloatSpread(width) const y: number = _.random(0, height / 2) const z: number = _.random(-depth / 2, zAxisNumber) vertices.push(x, y, z) } geometry.setAttribute('position', new THREE.Float32BufferAttribute(vertices, 3)) // 创建2种不同的材质的节点（500 * 2） for (let i = 0; i < parameters.length; i++) { const color = parameters[i][0] const sprite = parameters[i][1] const size = parameters[i][2] materials[i] = new THREE.PointsMaterial({ size, map: sprite, blending: THREE.AdditiveBlending, depthTest: true, transparent: true }) materials[i].color.setHSL(color[0], color[1], color[2]) const particles = new THREE.Points(geometry, materials[i]) particles.rotation.x = Math.random() * 0.2 - 0.15 particles.rotation.z = Math.random() * 0.2 - 0.15 particles.rotation.y = Math.random() * 0.2 - 0.15 particles.position.setZ(initZposition) pointsGeometry.push(particles) scene.add(particles) } return pointsGeometry}const particles_init_position = -zAxisNumber - depth / 2let zprogress = particles_init_positionlet zprogress_second = particles_init_position * 2const particles_first = initSceneStar(particles_init_position)const particles_second = initSceneStar(zprogress_second)复制代码使星星运动

// 渲染星星的运动const renderStarMove = () => { const time = Date.now() * 0.00005 zprogress += 1 zprogress_second += 1 if (zprogress >= zAxisNumber + depth / 2) { zprogress = particles_init_position } else { particles_first.forEach((item) => { item.position.setZ(zprogress) }) } if (zprogress_second >= zAxisNumber + depth / 2) { zprogress_second = particles_init_position } else { particles_second.forEach((item) => { item.position.setZ(zprogress_second) }) } for (let i = 0; i < materials.length; i++) { const color = parameters[i][0] const h = ((360 * (color[0] + time)) % 360) / 360 materials[i].color.setHSL(color[0], color[1], parseFloat(h.toFixed(2))) }}复制代码星星的运动效果，实际就是沿着z轴从远处不断朝着相机位置移动，直到移出相机的位置时回到起点，不断重复这个操作。我们使用上帝视角，从x轴的左侧看去。

创建云以及运动轨迹

// 创建曲线路径const route = [ new THREE.Vector3(-width / 10, 0, -depth / 2), new THREE.Vector3(-width / 4, height / 8, 0), new THREE.Vector3(-width / 4, 0, zAxisNumber)]const curve = new THREE.CatmullRomCurve3(route, false)const tubeGeometry = new THREE.TubeGeometry(curve, 100, 2, 50, false)const tubeMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({ opacity: 0, transparent: true})const tube = new THREE.Mesh(tubeGeometry, tubeMaterial)// 把创建好的路径加入场景中scene.add(tube)// 创建平面几何const clondGeometry = new THREE.PlaneGeometry(500, 200)const textureLoader = new THREE.TextureLoader()const cloudTexture = textureLoader.load('cloud.png')const clondMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({ map: cloudTexture, blending: THREE.AdditiveBlending, depthTest: false, transparent: true})const cloud = new THREE.Mesh(clondGeometry, clondMaterial)// 将云加入场景中scene.add(cloud)复制代码现在有了云和曲线路径，我们需要将二者结合，让云按着路径进行运动

使云运动

let cloudProgress = 0let scaleSpeed = 0.0006let maxScale = 1let startScale = 0// 初始化云的运动函数const cloudMove = () => { if (startScale < maxScale) { startScale += scaleSpeed cloud.scale.setScalar(startScale) } if (cloudProgress > 1) { cloudProgress = 0 startScale = 0 } else { cloudProgress += speed if (cloudParameter.curve) { const point = curve.getPoint(cloudProgress) if (point && point.x) { cloud.position.set(point.x, point.y, point.z) } } }}复制代码完成three.js有关效果

最后，把cloudMove函数放入loopAnimate函数中即可实现云的运动。至此，该登录页所有与three.js有关的部分都介绍完了。剩下的月球地面、登录框、宇航员都是通过定位和层级设置以及css3动画实现的，这里就不进行深入的讨论了。

上面的每个部分的代码在连贯性并不完整，并且同登录页的完整代码也有些许出入。上面更多是为了介绍每个部分的实现方式。完整代码，我放在github上了，每行注释几乎都打上了，希望能给你入坑three.js带来一些帮助，地址：https://github.com/Yanzengyong/threejs-login-view

结语

之前用react+three.js写过一个3D可视化的知识图谱，如果这篇对大家有帮助并且反响好的话，后续我会写一篇如何使用three.js创建一个3D知识图谱。

最后，我认为3D可视化的精髓其实在于设计，有好的素材、好的建模，能让你的页面效果瞬间提升N倍。

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