Three.js基礎探尋二——正交投影照相機


  本篇主要介紹照相機中的正交投影照相機。  

  第一篇傳送門:Three.js基礎探尋一

 

1.照相機

  圖形學中的照相機定義了三維空間到二維屏幕的投影方式。

  針對投影方式照相機分為正交投影照相機和透視投影照相機。

2.兩種相機的區別與適用范圍

  正交投影:

 

  透視投影:

 

  正交投影就像數學課上畫的;而透視投影有一個基本點,就是遠處的物體比近處的物體小,遠大近小。

  對於制圖、建模軟件通常使用正交投影;而對於其他大多數應用,通常使用透視投影。

3.正交投影照相機

  正交投影照相機的構造函數:

Three.OrthographicCamera(left,right,top,bottom,near,far)

  六個參數分別代表正交投影照相機拍攝到的六個面的位置。

  其中,near表示近平面與相機中心點的垂直距離;far表示遠平面與相機中心點的垂直距離。

圖片來源

  若要保持照相機的橫縱比例,(right-left)與(top-bottom)的比例需與canvas的寬高比例一致。

  由圖可見near與far的值應為正值,且far>near。如果最后兩個值是(0,0),也就是near和far值相同了,視景體深度沒有了,整個視景體都被壓成個平面了,就會顯示不正確。

4.正交投影照相機實例

  源碼:

<!DOCTYPE html>

<html>

    <head>

     <meta charset="UTF-8">

<title>3.js測試二</title>   

    </head>

    <body onload="init()">

        <canvas id="mainCanvas" width="400px" height="300px" ></canvas>

        <script type="text/javascript" src="js/three.min.js"></script>

        <script type="text/javascript">

            function init() {

                var renderer = new THREE.WebGLRenderer({

                    canvas: document.getElementById('mainCanvas')

                });

                renderer.setClearColor(0x000000);

                var scene = new THREE.Scene();

                // 設置照相機

                var camera = new THREE.OrthographicCamera(-2, 2, 1.5, -1.5, 1, 10);

                camera.position.set(0, 0, 5);

                //camera.lookAt(new THREE.Vector3(0, 0, 0));

                scene.add(camera);

                // 創建立方體

                var cube = new THREE.Mesh(new THREE.CubeGeometry(1, 1, 1),

                        new THREE.MeshBasicMaterial({

                            color: 0xff0000,

                            wireframe: true

                        })

                );

                scene.add(cube);

                // render

                renderer.render(scene, camera);

            }

        </script>

    </body>

</html> 

  帶詳細注釋的請參考第一篇

  其中,THREE.MeshBasicMaterial(基礎網格材質)的wireframe屬性如果為true,則將材質渲染成線框。

可以看到當前位置后面的邊會與前面的完全重合:

  4.1 改變視景體長寬比例

  這里canvas的寬高比為4:3,照相機的水平距離為4,垂直距離為3,因此長寬比例保持不變(1:1)。

  若將照相機的水平距離減小為2,

var camera = new THREE.OrthographicCamera(-1,1,1.5,-1.5,1,10);

  物體會被拉長:

  照相機的視野范圍變窄了,導致正方體在視野范圍內的橫向比例增加了,因此表現為正方體變寬了。

  4.2 改變相機位置

  例子中的相機位置是(0,0,5),由於照相機默認是面向z軸負方向放置的,所以能看到原點處的正方體。

  將照相機的位置向右移動1個單位:

var camera = new THREE.OrthographicCamera(-2,2,1.5,-1.5,1,10);

camera.position.set(1,0,5);

  照相機面對着物體,所以照相機右移,所照的物體向左移:

  4.3 改變視景體位置

  將視景體設置的更靠右:

var camera = new THREE.OrthographicCamera(-1,3,1.5,-1.5,1,10);

camera.position.set(1,0,5);

  和右移照相機一樣。

  4.4 改變照相機角度

camera.position.set(4,-3,5);

camera.lookAt(new THREE.Vector3(0, 0, 0));

  但是現在照相機沿z軸負方向觀察的,因此觀察不到正方體,只看到一片黑。我們可以通過lookAt函數指定它看着原點方向:

camera.lookAt(new THREE.Vector3(0, 0, 0));

  注意,lookAt函數接受的是一個THREE.Vector3的實例,不要寫成camera.lookAt(0, 0, 0)。

  下一篇會介紹透視投影照相機

 

  整理自張雯莉《Three.js入門指南》

  其他參考:投影中的正交和透視

 

 


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