前言
随着现代 web 技术的不断发展,越来越多的 3D 应用开始出现在 web 网页上。这种新兴的应用需要一个可靠的工具来处理图形渲染、交互式处理以及其他与3D 相关的内容。这样的工具就是 Web 3D 引擎。
Web 3D 引擎是一个基于 web 开发的用于创建和渲染 3D 视觉效果的应用程序。它们提供了用于创建和控制 3D 场景的核心 API。它们大多采用开放标准,如 WebGL、WebGPU、HTML5 和 JavaScript 等,使开发者能够构建高性能的 3D 应用程序,而无需任何浏览器插件或其他软件。
现如今,有许多 Web 3D 引擎可供选择,下面我们就来看看其中几个常见的 Web 3D 引擎。
Three.js
这是一个非常流行的Web 3D 引擎,它使用了 WebGL 技术。它基于 JavaScript 构建,是一个非常易于使用且功能强大的框架。Three.js 支持材质、纹理、光线、阴影和变换等现代 3D 构建和渲染技术。
Babylon.js
它是另一个流行的 Web 3D 引擎,支持多种图形库。它广泛应用于游戏和虚拟现实。Babylon.js 和 Three.js 的区别在于 Babylon.js 提供了更多的虚拟现实和游戏开发的工具,可以更好地处理物理运动和碰撞。
其它
相对于上面两种web3d的库,还有一些结合特定业务场景的web3d,如gis场景下的cesium,mapbox等,图表场景下的echarts。
选择使用哪个库取决于你的需求和个人偏好。如果你需要更底层的控制和更大的灵活性,可以选择 three.js。如果你专注于游戏开发和虚拟现实,并且需要更高级的功能和工具,可以考虑使用 Babylon.js。无论你选择哪个库,它们都是强大的工具,可以帮助你创建出令人惊叹的3D体验。
Three.js实现哪些效果
既然Threejs是一款WebGL三维引擎,那么它可以用来做什么想必你一定很关心。所以接下来内容会展示大量基于Threejs引擎或Threejs类似引擎开发的Web3D应用,以便大家了解。
物联网3D可视化
物联网3D可视化是指利用物联网技术和三维可视化技术相结合,将物联网中的数据和信息以三维图形的形式进行展示和呈现。通过使用传感器、设备和网络连接,物联网可以收集和传输大量的数据,而3D可视化则可以将这些数据以直观、交互性强的方式展示出来。
产品在线预览
在浏览器不支持WebGL技术的时代,如果你想在网页上展示一款产品往往是通过2D图片的形式实现。如果想3D展示一个产品,往往依赖于OpenGL技术,比如通过unity3D或ue4开发一个桌面应用,这样做往往很难随意传播,需要用户下载程序很麻烦,如果是通过Web的方式展示产品的三维模型,一个超链接就可以随意传播。
随着WebGL技术的持续推广,5G技术的持续推广,各种产品在线3D展示将会变得越来越普及,比如一家汽车公司的新款轿车可以在官网上在线预览,也许有一天一些电商平台会通过3D模型取代2D图片,现在你朋友推荐推荐给你一款新衣服,你会说发一张图片看看,也许将来你会说发来一个3D模型链接看看。
数据可视化
与webgl相关的数据可视化主要是两方面,一方面是海量超大数据的可视化,另一方面是与3D相关的数据可视化。对于超大的海量数据而言,基于canvas、svg等方式进行web可视化,没有基于WebGL技术实现性能更好,对于3D相关的数据可视化基于WebGL技术,借助3D引擎Threejs可以很好的实现。
科教展示
也可以应用于科教研究和教学实践
H5/微信小游戏
非常火的微信小游戏跳一跳就是使用Three.js引擎开发的。 开发3D类的H5小游戏或者微信小游戏,Three.js引擎是非常好的选择。
通过Threejs开发的小游戏,可以直接部署在微信小程序或者web端,无需下载,方便传播,目前的生态非常和小游戏开发。
WebVR
对于现在比较火的VR、AR概念,WebGL技术的出现,也是一个好消息,如果你想预览一些VR内容,完全可以不下载一个VR相关的APP,通过threejs引擎实现VR内容发布,然后用户直接通过微信等社交方式推广,直接打开VR内容链接就可以观看。
VR与Web3D技术结合自然就衍生出来一个新的概念WebVR,也就是基于Web实现的VR内容。
Three的结构
看完threejs可以实现哪些功能后,我们先简单的了解下threejs的代码结构。
- 场景(Scene):用于容纳和管理所有的 3D 对象和元素的容器。可以在场景中添加、移除和操作各种对象。
- 相机(Camera):用于定义视角和观察位置的对象。通过设置相机的位置和方向,可以决定场景中哪些部分会显示在屏幕上。
- 渲染器(Renderer):用于将场景和相机中的 3D 对象渲染到屏幕上。渲染器可以通过 WebGL 或者其他渲染方式来实现。
- 材质(Material):用于定义物体的外观和纹理的属性。材质可以决定物体的颜色、贴图、透明度等特性。
- 几何体(Geometry):用于描述物体的形状和几何结构的对象。可以创建各种基本几何体(如立方体、球体等)或者自定义几何体。
- 光源(Light):用于模拟光照效果的对象。光源可以设置光的强度、颜色和位置,影响场景中物体的明暗效果。
threejs程序的执行流程
从上图可知,想要得到渲染结果,首先需要有场景(存放物体+光照的容器),场景内有东西后还需要一个摄像机来决定视角看向哪边,然后通过渲染器来执行一系列算法计算出哪些东西可见。哪些东西不可见,将三维的坐标投影成二维的坐标显示到网页上。
总结
总的来说,three.js 在游戏开发、虚拟现实、数据可视化、产品展示和网页效果等方面都有广泛的应用前景。它是一个非常灵活和强大的工具,为开发者创造出令人惊叹的 3D 体验提供了很大的可能性。