本文從繪圖基礎(chǔ)開始講起,詳細介紹了如何使用Three.js開發(fā)一個功能齊全的全景插件。
我們先來看一下插件的效果:
如果你對Three.js已經(jīng)很熟悉了,或者你想跳過基礎(chǔ)理論,那么你可以直接從全景預覽開始看起。
本項目的github地址:https://github.com/ConardLi/tpanorama
OpenGL是用于渲染2D、3D量圖形的跨語言、跨平臺的應用程序編程接口(API)。
這個接口由近350個不同的函數(shù)調(diào)用組成,用來從簡單的圖形比特繪制復雜的三維景象。
OpenGL ES 是OpenGL三維圖形API的子集,針對手機、PDA和游戲主機等嵌入式設備而設計。
基于OpenGL,一般使用C或Cpp開發(fā),對前端開發(fā)者來說不是很友好。
WebGL把JavaScript和OpenGL ES 2.0結(jié)合在一起,從而為前端開發(fā)者提供了使用JavaScript編寫3D效果的能力。
WebGL為HTML5 Canvas提供硬件3D加速渲染,這樣Web開發(fā)人員就可以借助系統(tǒng)顯卡來在瀏覽器里更流暢地展示3D場景和模型了,還能創(chuàng)建復雜的導航和數(shù)據(jù)視覺化。
Canvas是一個可以自由制定大小的矩形區(qū)域,可以通過JavaScript可以對矩形區(qū)域進行操作,可以自由的繪制圖形,文字等。
一般使用Canvas都是使用它的2d的context功能,進行2d繪圖,這是其本身的能力。
和這個相對的,WebGL是三維,可以描畫3D圖形,WebGL,想要在瀏覽器上進行呈現(xiàn),它必須需要一個載體,這個載體就是Canvas,區(qū)別于之前的2dcontext,還可以從Canvas中獲取webglcontext。
我們先來從字面意思理解下:Three代表3D,js代表JavaScript,即使用JavaScript來開發(fā)3D效果。
Three.js是使用JavaScript對 WebGL接口進行封裝與簡化而形成的一個易用的3D庫。
直接使用WebGL進行開發(fā)對于開發(fā)者來說成本相對來說是比較高的,它需要你掌握較多的計算機圖形學知識。
Three.js在一定程度上簡化了一些規(guī)范和難以理解的概念,對很多API進行了簡化,這大大降低了學習和開發(fā)三維效果成本。
下面我們來具體看一下使用Three.js必須要知道的知識。
使用Three.js繪制一個三維效果,至少需要以下幾個步驟:
拿電影來類比的話,場景對應于整個布景空間,相機是拍攝鏡頭,渲染器用來把拍攝好的場景轉(zhuǎn)換成膠卷。
場景允許你設置哪些對象被three.js渲染以及渲染在哪里。
我們在場景中放置對象、燈光和相機。
很簡單,直接創(chuàng)建一個Scene的實例即可。
_scene = new Scene();
有了場景,我們接下來就需要場景里應該展示哪些東西。
一個復雜的三維場景往往就是由非常多的元素搭建起來的,這些元素可能是一些自定義的幾何體(Geometry),或者外部導入的復雜模型。
Three.js 為我們提供了非常多的Geometry,例如SphereGeometry(球體)、 TetrahedronGeometry(四面體)、TorusGeometry(圓環(huán)體)等等。
在Three.js中,材質(zhì)(Material)決定了幾何圖形具體是以什么形式展現(xiàn)的。它包括了一個幾何體如何形狀以外的其他屬性,例如色彩、紋理、透明度等等,Material和Geometry是相輔相成的,必須結(jié)合使用。
下面的代碼我們創(chuàng)建了一個長方體體,賦予它基礎(chǔ)網(wǎng)孔材料(MeshBasicMaterial)
var geometry = new THREE.BoxGeometry(200, 100, 100);
var material = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0x645d50 });
var mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);
_scene.add(mesh);
能以這個角度看到幾何體實際上是相機的功勞,這個我們下面的章節(jié)再介紹,這讓我們看到一個幾何體的輪廓,但是感覺怪怪的,這并不像一個幾何體,實際上我們還需要為它添加光照和陰影,這會讓幾何體看起來更真實。
基礎(chǔ)網(wǎng)孔材料(MeshBasicMaterial)不受光照影響的,它不會產(chǎn)生陰影,下面我們?yōu)閹缀误w換一種受光照影響的材料:網(wǎng)格標準材質(zhì)(Standard Material),并為它添加一些光照:
var geometry = new THREE.BoxGeometry(200, 100, 100);
var material = new THREE.MeshStandardMaterial({ color: 0x645d50 });
var mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);
_scene.add(mesh);
// 創(chuàng)建平行光-照亮幾何體
var directionalLight = new THREE.DirectionalLight(0xffffff, 1);
directionalLight.position.set(-4, 8, 12);
_scene.add(directionalLight);
// 創(chuàng)建環(huán)境光
var ambientLight = new THREE.AmbientLight(0xffffff);
_scene.add(ambientLight);
有了光線的渲染,讓幾何體看起來更具有3D效果,Three.js中光源有很多種,我們上面使用了環(huán)境光(AmbientLight)和平行光(DirectionalLight)。
環(huán)境光會對場景中的所有物品進行顏色渲染。
平行光你可以認為像太陽光一樣,從極遠處射向場景中的光。它具有方向性,也可以啟動物體對光的反射效果。
除了這兩種光,Three.js還提供了其他幾種光源,它們適用于不同情況下對不同材質(zhì)的渲染,可以根據(jù)實際情況選擇。
在說相機之前,我們還是先來了解一下坐標系的概念:
在三維世界中,坐標定義了一個元素所處于三維空間的位置,坐標系的原點即坐標的基準點。
最常用的,我們使用距離原點的三個長度(距離x軸、距離y軸、距離z軸)來定義一個位置,這就是直角坐標系。
在判定坐標系時,我們通常使用大拇指、食指和中指,并互為90度。大拇指代表X軸,食指代表Y軸,中指代表Z軸。
這就產(chǎn)生了兩種坐標系:左手坐標系和右手坐標系。
Three.js中使用的坐標系即右手坐標系。
我們可以在我們的場景中添加一個坐標系,這樣我們可以清楚的看到元素處于什么位置:
var axisHelper = new THREE.AxisHelper(600);
_scene.add(axisHelper);
其中紅色代表X軸,綠色代表Y軸,藍色代表Z軸。
上面看到的幾何體的效果,如果不創(chuàng)建一個相機(Camera),是什么也看不到的,因為默認的觀察點在坐標軸原點,它處于幾何體的內(nèi)部。
相機(Camera)指定了我們在什么位置觀察這個三維場景,以及以什么樣的角度進行觀察。
目前Three.js提供了幾種不同的相機,最常用的,也是下面插件中使用的兩種相機是:PerspectiveCamera(透視相機)、 OrthographicCamera(正交投影相機)。
上面的圖很清楚的解釋了兩種相機的區(qū)別:
右側(cè)是 OrthographicCamera(正交投影相機)他不具有透視效果,即物體的大小不受遠近距離的影響,對應的是投影中的正交投影。我們數(shù)學課本上所畫的幾何體大多數(shù)都采用這種投影。
左側(cè)是PerspectiveCamera(透視相機),這符合我們正常人的視野,近大遠小,對應的是投影中的透視投影。
如果你想讓場景看起來更真實,更具有立體感,那么采用透視相機最合適,如果場景中有一些元素你不想讓他隨著遠近放大縮小,那么采用正交投影相機最合適。
我們再分別來看看兩個創(chuàng)建兩個相機需要什么參數(shù):
_camera = new OrthographicCamera(left, right, top, bottom, near, far);
OrthographicCamera接收六個參數(shù),left, right, top, bottom分別對應上、下、左、右、遠、近的一個距離,超過這些距離的元素將不會出現(xiàn)在視野范圍內(nèi),也不會被瀏覽器繪制。實際上,這六個距離就構(gòu)成了一個立方體,所以OrthographicCamera的可視范圍永遠在這個立方體內(nèi)。
_camera = new PerspectiveCamera(fov, aspect, near, far);
PerspectiveCamera接收四個參數(shù),near、far和上面的相同,分別對應相機可觀測的最遠和最近距離;fov代表水平范圍可觀測的角度,fov越大,水平范圍能觀測到的范圍越廣;aspect代表水平方向和豎直方向可觀測距離的比值,所以fov和aspect就可以確定垂直范圍內(nèi)能觀測到的范圍。
關(guān)于相機還有兩個必須要知道的點,一個是position屬性,一個是lookAt函數(shù):
position屬性指定了相機所處的位置。
lookAt函數(shù)指定相機觀察的方向。
實際上position的值和lookAt接收的參數(shù)都是一個類型為Vector3的對象,這個對象用來表示三維空間中的坐標,它有三個屬性:x、y、z分別代表距離x軸、距離y軸、距離z軸的距離。
下面,我們讓相機觀察的方向指向原點,另外分別讓x、y、z為0,另外兩個參數(shù)不為0,看一下視野會發(fā)生什么變化:
_camera = new OrthographicCamera(-window.innerWidth / 2, window.innerWidth / 2, window.innerHeight / 2, -window.innerHeight / 2, 0.1, 1000);
_camera.lookAt(new THREE.Vector3(0, 0, 0))
_camera.position.set(0, 300, 600); // 1 - x為0
_camera.position.set(500, 0, 600); // 2 - y為0
_camera.position.set(500, 300, 0); // 3 - z為0
很清楚的看到position決定了我們視野的出發(fā)點,但是鏡頭指向的方向是不變的。
下面我們將position固定,改變相機觀察的方向:
_camera = new OrthographicCamera(-window.innerWidth / 2, window.innerWidth / 2, window.innerHeight / 2, -window.innerHeight / 2, 0.1, 1000);
_camera.position.set(500, 300, 600);
_camera.lookAt(new THREE.Vector3(0, 0, 0)) // 1 - 視野指向原點
_camera.lookAt(new THREE.Vector3(200, 0, 0)) // 2 - 視野偏向x軸
可見:我們視野的出發(fā)點是相同的,但是視野看向的方向發(fā)生了改變。
好,有了上面的基礎(chǔ),我們再來寫兩個例子看一看兩個相機的視角對比,為了方便觀看,我們創(chuàng)建兩個位置不同的幾何體:
var geometry = new THREE.BoxGeometry(200, 100, 100);
var material = new THREE.MeshStandardMaterial({ color: 0x645d50 });
var mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);
_scene.add(mesh);
var geometry = new THREE.SphereGeometry(50, 100, 100);
var ball = new THREE.Mesh(geometry, material);
ball.position.set(200, 0, -200);
_scene.add(ball);
正交投影相機視野:
_camera = new OrthographicCamera(-window.innerWidth / 2, window.innerWidth / 2, window.innerHeight / 2, -window.innerHeight / 2, 0.1, 1000);
_camera.position.set(0, 300, 600);
_camera.lookAt(new THREE.Vector3(0, 0, 0))
透視相機視野:
_camera = new PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1100);
_camera.position.set(0, 300, 600);
_camera.lookAt(new THREE.Vector3(0, 0, 0))
可見,這印證了我們上面關(guān)于兩種相機的理論
上面我們創(chuàng)建了場景、元素和相機,下面我們要告訴瀏覽器將這些東西渲染到瀏覽器上。
Three.js也為我們提供了幾種不同的渲染器,這里我們主要看WebGL渲染器(WebGLRenderer)。顧名思義:WebGL渲染器使用WebGL來繪制場景,其夠利用GPU硬件加速從而提高渲染性能。
_renderer = new THREE.WebGLRenderer();
你需要將你使用Three.js繪制的元素添加到瀏覽器上,這個過程需要一個載體,上面我們介紹,這個載體就是Canvas,你可以通過_renderer.domElement獲取到這個Canvas,并將它給定到真實DOM中。
_container = document.getElementById('conianer');
_container.appendChild(_renderer.domElement);
使用setSize函數(shù)設定你要渲染的范圍,實際上它改變的就是上面Canvas的范圍:
_renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
現(xiàn)在,你已經(jīng)指定了一個渲染的載體和載體的范圍,你可以通過render函數(shù)渲染上面指定的場景和相機:
_renderer.render(_scene, _camera);
實際上,你如果依次執(zhí)行上面的代碼,可能屏幕上還是黑漆漆的一片,并沒有任何元素渲染出來。
這是因為上面你要渲染的元素可能并未被加載完,你就執(zhí)行了渲染,并且只執(zhí)行了一次,這時我們需要一種方法,讓場景和相機進行實時渲染,我們需要用到下面的方法:
window.requestAnimationFrame()告訴瀏覽器——你希望執(zhí)行一個動畫,并且要求瀏覽器在下次重繪之前調(diào)用指定的回調(diào)函數(shù)更新動畫。
該方法需要傳入一個回調(diào)函數(shù)作為參數(shù),該回調(diào)函數(shù)會在瀏覽器下一次重繪之前執(zhí)行。
window.requestAnimationFrame(callback);
若你想在瀏覽器下次重繪之前繼續(xù)更新下一幀動畫,那么回調(diào)函數(shù)自身必須再次調(diào)用window.requestAnimationFrame()。
使用者韓函數(shù)就意味著,你可以在requestAnimationFrame不停的執(zhí)行繪制操作,瀏覽器就實時的知道它需要渲染的內(nèi)容。
當然,某些時候你已經(jīng)不需要實時繪制了,你也可以使用cancelAnimationFrame立即停止這個繪制:
window.cancelAnimationFrame(myReq);
來看一個簡單的例子:
var i = 0;
var animateName;
animate();
function animate() {
animateName = requestAnimationFrame(animate);
console.log(i++);
if (i > 100) {
cancelAnimationFrame(animateName);
}
}
來看一下執(zhí)行效果:
我們使用requestAnimationFrame和Three.js的渲染器結(jié)合使用,這樣就能實時繪制三維動畫了:
function animate() {
requestAnimationFrame(animate);
_renderer.render(_scene, _camera);
}
借助上面的代碼,我們可以簡單實現(xiàn)一些動畫效果:
var y = 100;
var option = 'down';
function animateIn() {
animateName = requestAnimationFrame(animateIn);
mesh.rotateX(Math.PI / 40);
if (option == 'up') {
ball.position.set(200, y += 8, 0);
} else {
ball.position.set(200, y -= 8, 0);
}
if (y < 1) { option = 'up'; }
if (y > 100) { option = 'down' }
}
上面的知識是Three.js中最基礎(chǔ)的知識,也是最重要的和最主干的。
這些知識能夠讓你在看到一個復雜的三維效果時有一定的思路,當然,要實現(xiàn)還需要非常多的細節(jié)。這些細節(jié)你可以去官方文檔中查閱。
下面的章節(jié)即告訴你如何使用Three.js進行實戰(zhàn) — 實現(xiàn)一個360度全景插件。
這個插件包括兩部分,第一部分是對全景圖進行預覽。
第二部分是對全景圖的標記進行配置,并關(guān)聯(lián)預覽的坐標。
我們首先來看看全景預覽部分。
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原地址:https://github.com/ConardLi/tpanorama
根據(jù)Newzoo的《2024全球游戲市場報告》顯示,2024年全球小游戲市場預計將達到近500億美元的規(guī)模。這一增長主要得益于移動設備普及率的提高、互聯(lián)網(wǎng)接入的廣泛性以及新興市場的崛起。
根據(jù)艾瑞咨詢的報告,2024年中國小游戲市場規(guī)模預計將達到200億美元。小游戲市場主要包括H5游戲、小程序游戲和快應用。
根據(jù)QuestMobile的數(shù)據(jù)顯示,2024年中國小游戲用戶規(guī)模將達到4億,用戶主要集中在年輕群體和中低收入群體。用戶行為和需求主要表現(xiàn)為:
國內(nèi)小游戲的主要渠道和平臺包括:
根據(jù)Newzoo的報告,2024年海外小游戲市場規(guī)模預計將達到300億美元。主要市場包括北美、歐洲、東南亞和拉丁美洲。
根據(jù)Statista的數(shù)據(jù),2024年海外小游戲用戶規(guī)模將達到10億,用戶行為和需求主要表現(xiàn)為:
海外小游戲的主要渠道和平臺包括:
人工智能(AI)和機器學習(ML)技術(shù)在小游戲中的應用日益廣泛。這些技術(shù)不僅提升了游戲的智能化水平,還改善了用戶體驗。
AR和VR技術(shù)在小游戲中的應用為用戶提供了全新的游戲體驗。盡管目前AR和VR游戲市場規(guī)模相對較小,但其增長潛力巨大。
新興市場的崛起為小游戲帶來了巨大的增長潛力。尤其是東南亞、印度和拉丁美洲市場,隨著智能手機普及率和互聯(lián)網(wǎng)接入率的提高,這些地區(qū)的小游戲用戶數(shù)量迅速增長。
小游戲的變現(xiàn)模式正在不斷多元化,除了傳統(tǒng)的廣告收入外,應用內(nèi)購買和訂閱服務也成為重要的收入來源。
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2024年,全球小游戲市場充滿了機遇與挑戰(zhàn)。通過深入的市場調(diào)研、技術(shù)創(chuàng)新和用戶體驗優(yōu)化,開發(fā)者可以在激烈的市場競爭中脫穎而出,實現(xiàn)從零到億的成功。希望本文的分析和見解能夠為小游戲開發(fā)者和行業(yè)從業(yè)者提供有價值的參考和指導,共同迎接小游戲市場的美好未來。
著時代的發(fā)展,智能手機的拍照功能基本淘汰了普通相機,但是現(xiàn)在又出現(xiàn)了一個新科技-VR(虛擬現(xiàn)實),于是產(chǎn)生了VR全景相機等,可以拍攝VR全景圖片、VR全景視頻等。如果把VR全景圖片在網(wǎng)站上展示,是不是很酷,其實這種技術(shù)已經(jīng)應用在很多網(wǎng)站,如百度地圖有全景預覽,可以詳細查看指定地點清晰圖片,非常方便查看實地情況。
VR全景展示這么有用,那么今天我們就探討如何在網(wǎng)站上顯示VR全景圖片。
全景圖片分類如下:
1、球面全景圖,利用一張全景圖圍成一個球,自身位置位于球體內(nèi)。由于圖片是矩形,所以最上和最下的縫合處很明顯就能夠看得出來。
2、立方體全景圖,一個立方體,有六個面組成,所以就需要六張圖片啦。自身的位置位于立方體中間。
2、柱狀全景圖,是由球面全景圖和立方體全景圖結(jié)合而成
如果按照普通網(wǎng)頁IMG標簽顯示VR全景圖片,可以顯示,但是沒有VR效果,所以傳統(tǒng)方式是絕對不行的。
展示VR全景圖片目前僅限支持WebGL和canvas的瀏覽器,主要還是HTML5的作用,HTML5確實大大增加了網(wǎng)頁瀏覽器的能力。
這里可以使用3d全景效果JS插件:ThetaViewer。
代碼非常簡單,只要引入對于的JS,然后幾行JS代碼就可以實現(xiàn)。
VR全景圖片可以展示了,很多人會問VR全景視頻可以在網(wǎng)站上展示嗎?答案是肯定的。
目前已經(jīng)有很多VR全景視頻制作的公司,也有一些開源的全景視頻制作工具,如HTML5 Pano和play2VR等。
VR全景圖片其出色的展示效果,相信5G時代的到來,一定在互聯(lián)網(wǎng)上會越來越常見。
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