对场景内的模型增加事件监听,实现鼠标交互,须要用到Raycaster(光线投射)类。

拾取物体的原理

webGL中获取鼠标交互物体的原理:通过三维空间中相机视点与鼠标在屏幕上的地位的连线,造成一条直线,捕捉与此直线相交的空间中的物体,即为交互对象物体。

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在three中,Raycaster为咱们封装了大量的逻辑代码,包含生成相机到鼠标的射线、射线与空间物体的碰撞检测、射线相交物体深度计算、相交物体列表等等。应用起来十分不便。

获取鼠标所在位置的物体

先放代码

//...
    constructor: function () {
        INTERSECTED: null // 暂存射线相交的物体(交互的模型对象)
        mouse = new THREE.Vector2();
    }
//...
/**
   * 作者: JoyNop
   * 性能: 渲染时的回调
   * 形容:
   * @param mesh {Object} Object3D、Mesh、Group均可,可不传默认应用初始化实例时传入的mesh对象
   * @returns {Null} 默认返回null
   */
render: function (mesh = null) {
    if (!mesh) mesh = this.mesh;
    // 通过摄像机和鼠标地位更新射线
    this.raycaster.setFromCamera( this.mouse, app.camera );
    // 计算物体和射线的焦点
    let intersects = this.raycaster.intersectObject( mesh, true );
    if ( intersects.length > 0 ) {
      if ( this.INTERSECTED !== intersects[ 0 ].object ) {

        if ( this.INTERSECTED ) this.INTERSECTED.material.emissive.setHex( this.INTERSECTED.currentHex );
        // 记录以后对象
        this.INTERSECTED = intersects[ 0 ].object;
        // 记录以后对象自身色彩
        this.INTERSECTED.currentHex = this.INTERSECTED.material.emissive.getHex();
        // 设置色彩为灰色
        this.INTERSECTED.material.emissive.setHex( 0x333333 );

      }

    } else {
      // 复原上一个对象色彩并置空变量
      if ( this.INTERSECTED ) this.INTERSECTED.material.emissive.setHex( this.INTERSECTED.currentHex );

      this.INTERSECTED = null;

    }
  }

上面来解释一下

Raycaster类的.intersectObject()办法:检测所有在射线与物体之间,包含或不包含后辈的相交局部。返回后果时,相交局部将按间隔进行排序,最近的位于第一个。

对物体进行材质变换,调整emissive(材质的自发光)的Hex色彩,实现hover类型的交互成果。
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鼠标坐标的转换

先上最终的代码

  onMouseMove: function (event) {
    event.preventDefault();
    // 将鼠标地位归一化为设施坐标。x 和 y 方向的取值范畴是 (-1 to +1)
    // renderer为three的渲染器
    let px = renderer.domElement.getBoundingClientRect().left;
    let py = renderer.domElement.getBoundingClientRect().top;
    this.mouse.x = ( (event.clientX - px) / (renderer.domElement.offsetWidth) ) * 2 - 1;
    this.mouse.y = - ( (event.clientY - py) / (renderer.domElement.offsetHeight) ) * 2 + 1;
  },
  /*
   * 作者: JoyNop
   * 性能: 增加鼠标挪动监听,拾取物体
   * 形容:
   * @param callback {Function} 拾取物体的回调,参数是拾取的mesh
   * @returns {Null} 默认返回null
   */
  listenOnMouseMove: function (callback = null) {
    if (typeof callback === 'function') callback();
    let fn = (e) => { this.onMouseMove(e); };
    window.addEventListener( 'mousemove', fn, false );
  }

增加鼠标挪动监听,就是一个很常见的监听事件,不做解释。

重点是将鼠标坐标转化成设施坐标,从而影响三维空间中发射射线方向的问题。

对于鼠标地位转换,官网案例中给出的代码,是如下这样的:

    this.mouse.x = ( event.clientX / window.innerWidth ) * 2 - 1;
    this.mouse.y = - ( event.clientY / window.innerHeight ) * 2 + 1;

这样的计算形式会有个问题,如果canvas元素并不是全屏的,即canvas元素的
domCanvas.clientWidth !== document.documentElement.clientWidth || domCanvas.clientHeight !== document.documentElement.clientHeight为true,那么上边的转换就会有问题,鼠标拾取物体的地位就会产生偏移。

坐标转换原理

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//得到
 mouse.x = (e.clientX / window.innerWidth) * 2 - 1;
 mouse.y = -(e.clientY / window.innerHeight) * 2 + 1;
// 推导过程:
// 设A点为点击点`(x1,y1),x1=e.clintX, y1=e.clientY`
// 设A点在世界坐标中的坐标值为`B(x2,y2);`
 
// 因为A点的坐标值的原点是以屏幕左上角为`(0,0);`
// 咱们能够计算可得以屏幕核心为原点的`B`值

 x2' = x1 - innerWidth/2
 y2' = innerHeight/2 - y1
//又因为在世界坐标的范畴是[-1,1],要失去正确的B值咱们必须要将坐标标准化

//x2 = (x1 -innerWidth/2)/(innerwidth/2) = (x1/innerWidth)*2-1
//同理得
y2 = -(y1/innerHeight)*2 +1``

具体推导过程可参考:

threejs对象拾取

提炼进去就是

mouse.x = (<鼠标绝对于可视区域的横坐标> / <可视区域的宽>) * 2 - 1;
mouse.y = -(<鼠标绝对于可视区域的纵坐标> / <可视区域的高>) * 2 + 1;

因为canvas并非全屏的元素,所以咱们须要从新计算这几个值值。

  1. 首先, renderer.domElement的大小就是three场景可视区域的范畴。所以通过renderer.domElement推算即可。
  2. 鼠标绝对于可视区域的横坐标推算为e.clientX - renderer.domElement.getBoundingClientRect().left
  3. 可视区域的宽推算为renderer.domElement.offsetWidth
  4. 鼠标绝对于可视区域的纵坐标推算为e.clientY - renderer.domElement.getBoundingClientRect().top
  5. 可视区域的高推算为renderer.domElement.offsetHeight

那么,就失去了最终的代码。完满实现拾取物体的鼠标交互。

参考资料
ThreeJS中的点击与交互——Raycaster的用法
threejs对象拾取