Three.js开发指南：WebGL的JavaScript 3D库（原书第2版）

本书通过大量的交互案例和示例代码介绍了Three.js提供的各种API，让读者不需要了解很难编程的WebGL的底层细节及复杂的着色语言，只需大致了解JavaScript及HTML，就能轻松地在浏览器中创建二维和三维应用及图形。本书共12章，涉及以下内容：使用Three.js创建三维场景，构建场景的基本组件，Three.js中的光源、材质、几何体以及粒子、精灵和点云，创建和加载网格、几何体，创建动画和移动摄像机，加载和使用纹理，自定义着色器和后期处理，在场景中添加物理效果和声音等。

目　　录 Contents
前言
第1章　使用Three. js创建你的个三维场景1
1.1　准备工作4
1.2　获取源码5
1.2.1　通过Git获取代码仓库5
1.2.2　下载并解压缩档案文件5
1.2.3　测试示例6
1.3　搭建HTML框架9
1.4　渲染并查看三维对象10
1.5　添加材质、光源和阴影效果14
1.6　让你的场景动起来16
1.6.1　引入requestAnimationFrame()方法16
1.6.2　旋转立方体17
1.6.3　弹跳球18
1.7　使用dat.GUI简化试验流程19
1.8　场景对浏览器的自适应21
1.9　总结22
第2章　构建Three.js场景的基本组件23
2.1　创建场景23
2.1.1　场景的基本功能24
2.1.2　给场景添加雾化效果29
2.1.3　使用overrideMaterial属性30
2.2　几何体和网格31
2.2.1　几何体的属性和方法31
2.2.2　网格对象的属性和方法36
2.3　选择合适的摄像机40
2.3.1　正交投影摄像机和透视投影摄像机40
2.3.2　将摄像机聚焦在指定点上44
2.4　总结45
第3章　学习使用Three.js中的光源46
3.1　Three.js中不同种类的光源46
3.2　基础光源47
3.2.1　THREE.AmbientLight47
3.2.2　THREE.PointLight51
3.2.3　THREE.SpotLight54
3.2.4　THREE.DirectionalLight58
3.3　特殊光源60
3.3.1　THREE.HemisphereLight60
3.3.2　THREE.AreaLight61
3.3.3　镜头光晕64
3.4　总结66
第4章　使用Three.js的材质67
4.1　理解材质的共有属性68
4.1.1　基础属性68
4.1.2　融合属性69
4.1.3　高级属性70
4.2　从简单的网格材质开始70
4.2.1　THREE.MeshBasicMaterial71
4.2.2　THREE.MeshDepthMaterial73
4.2.3　联合材质75
4.2.4　THREE.MeshNormalMaterial76
4.2.5　THREE.MeshFaceMaterial78
4.3　高级材质81
4.3.1　THREE.MeshLambertMaterial81
4.3.2　THREE.MeshPhongMaterial82
4.3.3　用THREE.ShaderMaterial创建自己的着色器83
4.4　线性几何体的材质89
4.4.1　THREE.LineBasicMaterial89
4.4.2　THREE.LineDashedMaterial91
4.5　总结92
第5章　学习使用几何体93
5.1　THREE.js提供的基础几何体94
5.1.1　二维几何体94
5.1.2　三维几何体102
5.2　总结112
第6章　高级几何体和二元操作113
6.1　THREE.ConvexGeometry113
6.2　THREE.LatheGeometry115
6.3　通过拉伸创建几何体116
6.3.1　THREE.ExtrudeGeometry117
6.3.2　THREE.TubeGeometry119
6.3.3　从SVG拉伸120
6.3.4　THREE.ParametricGeometry122
6.4　创建三维文本124
6.4.1　渲染文本124
6.4.2　添加自定义字体126
6.5　使用二元操作组合网格127
6.5.1　subtract函数129
6.5.2　intersect函数132
6.5.3　union函数133
6.6　总结134
第7章　粒子、精灵和点云135
7.1　理解粒子135
7.2　粒子、THREE.PointCloud和THREE.PointCloudMaterial138
7.3　使用HTML5画布样式化粒子140
7.3.1　在THREE.CanvasRenderer中使用HTML5画布140
7.3.2　在WebGLRenderer中使用HTML5画布142
7.4　使用纹理样式化粒子144
7.5　使用精灵贴图149
7.6　从高级几何体创建THREE.Point Cloud153
7.7　总结155
第8章　创建、加载高级网格和几何体156
8.1　几何体组合与合并156
8.1.1　对象组合156
8.1.2　将多个网格合并成一个网格158
8.1.3　从外部资源中加载几何体160
8.1.4　以Three.js的JSON格式保存和加载161
8.1.5　使用Blender165
8.1.6　导入三维格式文件169
8.2　总结179
第9章　创建动画和移动摄像机180
9.1　基础动画180
9.1.1　简单动画181
9.1.2　选择对象182
9.1.3　使用Tween.js实现动画184
9.2　使用摄像机186
9.2.1　轨迹球控制器187
9.2.2　飞行控制器189
9.2.3　翻滚控制器190
9.2.4　视角控制器191
9.2.5　轨道控制器192
9.3　变形动画和骨骼动画193
9.3.1　用变形目标创建动画195
9.3.2　用骨骼和蒙皮创建动画198
9.4　使用外部模型创建动画200
9.4.1　使用Blender创建骨骼动画201
9.4.2　从Collada模型加载动画203
9.4.3　从雷神之锤模型中加载动画204
9.5　总结205
第10章　加载和使用纹理206
10.1　将纹理应用于材质206
10.1.1　加载纹理并应用到网格206
10.1.2　使用凹凸贴图创建褶皱210
10.1.3　使用法向贴图创建更加细致的凹凸和褶皱211
10.1.4　使用光照贴图创建阴影效果212
10.1.5　使用环境贴图创建反光效果214
10.1.6　高光贴图218
10.2　纹理的高级用途220
10.2.1　自定义UV映射220
10.2.2　重复纹理222
10.2.3　在画布上绘制图案并作为纹理224
10.2.4　将视频输出作为纹理227
10.3　总结229
第11章　自定义着色器和后期处理230
11.1　配置Three.js以进行后期处理230
11.2　后期处理通道233
11.2.1　简单后期处理通道233
11.2.2　使用掩码的高级效果组合器239
11.2.3　使用THREE.ShaderPass自定义效果242
11.3　创建自定义后期处理着色器248
11.3.1　自定义灰度图着色器248
11.3.2　自定义位着色器251
11.4　总结253
第12章　在场景中添加物理效果和声音254
12.1　创建基本的Three.js场景254
12.2　材质属性259
12.3　基础图形260
12.

Preface 前　　言在近的几年中，浏览器的功能变得愈发强大，并且成为展现复杂的应用和图形的平台。然而其中的大部分都是标准的二维图形。大多数现代浏览器已经支持WebGL，不仅可以在浏览器端创建二维应用和图形，而且可以通过GPU的功能创建好看并且运行良好的三维应用。
然而，直接使用WebGL编程还是很复杂的。编程者需要知道WebGL的底层细节，并且学习复杂的着色语言来获得WebGL的大部分功能。Three.js提供一个很简单的关于WebGL特性的JavaScript API，所以用户不需要详细地学习WebGL，就能创作出好看的三维图形。
Three.js为直接在浏览器中创建三维场景提供了大量的特性和API。阅读这本书，读者将通过许多交互案例和示例代码学习Three.js提供的各种API。
本书内容第1章介绍使用Three.js的基本步骤。阅读完本章就能立刻创建你的个Three.js场景，也能直接在浏览器中创建你的个三维场景并让它动起来。
第2章解释了使用Three.js时需要了解的基本组件。将介绍灯光、网格、几何形状、材质和摄像机。阅读本章，读者也将对Three.js提供的不同灯光和在场景中使用的摄像机有一个大概的印象。
第3章深入介绍可以在场景中使用的不同灯光。本章通过示例讲解了如何使用聚光灯、平行光、环境光、点光源、半球光和区域光。此外，本章还展示了如何使用镜头光晕来影响光源。
第4章讲述Three.js中可在网格中使用的材质。本章展示了可以设置的所有属性，并且提供了不同的交互示例来阐述Three.js中可用的材质。
第5章讲述Three.js中的几何体。本章将介绍如何在Three.js中创建和配置几何体，并且提供了几何体的交互示例，包括平面、圆形、任意图形、长方体、球体、圆柱体、圆环、环状扭结和多面体。
第6章接着第5章讲解如何使用几何体。本章介绍如何配置和使用Three.js提供的更高级的几何体，如凸面体和Lathe。在本章，你还能学到如何从二维形状拉伸出三维几何体，并且学会通过二元操作来组合几何体，从而创建出一个新的几何体。
第7章介绍从头开始或者通过现有的几何体来创建一个粒子系统。这一章还介绍了如何使用精灵或点云材质来改变单个点的外观。
第8章介绍如何通过外部资源导入网格和几何体，以及如何使用Three.js内置的JSON格式来保存几何体和场景。本章还会解释如何加载不同格式的模型，如OBJ、DAE、STL、CTM、PLY等。
第9章展示可以让场景动起来的各种动画，包括如何组合使用Tween.js库和Three.js，以及如何使用基于形态和框架的动画模型。
第10章延续第4章的内容—使用Three.js材质。在第4章已经初步介绍了材质，本章着重介绍现有的各种材质以及如何把材质应用到网格中。另外，本章还介绍了如何直接使用HTML5中的视频元素和画布元素作为材质的输入。
第11章展示如何使用Three.js对已经渲染过的场景进行后期处理。通过后期处理，你可以将模糊、倾斜移位和着色等效果添加到已经渲染过的场景中。除此之外，本章还介绍了如何创建自己的后期处理效果、自定义的顶点和片段着色器。
第12章解释如何将物理效果添加到Three.js场景中。通过物理效果，你能检测物体之间的碰撞，使物体对重力有响应，以及应用摩擦力。本章展示了如何用Physijs JavaScript库实现这些效果。此外，本章还展示了如何在Three.js场景中添加声音。
本书的使用要求使用本书只需一个能够“玩转”你的例子的文本编辑器（如Sublime）和能够显示这些例子的现代浏览器。有些例子会需要一个本地的网络服务器，你可以在本书第1章中学会如何搭建一个轻量级的网络服务器以使用书中的例子。
面向的读者这本书对于每一个知道JavaScript并且想要在浏览器中创建运行的三维图形的人来说都是很棒的。你不需要知道任何高级的数学知识或WebGL，所需的只是对JavaScript和HTML有大致的了解。书中所需要的材料和示例都可以免费下载，所用的工具都是开源的。所以，如果你想创建可以在任何现代浏览器中运行的交互的三维图形，这本书就适合你。
读者反馈我们一直欢迎读者的反馈。读者反馈让我们知道你对这本书的想法—你是否喜欢。读者反馈对我们非常重要，因为它能帮助我们开发读者真正想要的主题。
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