three.js通過canvas實現球體世界平面地圖

概況如下：

1、SphereGeometry實現自轉的地球；

2、THREE.CatmullRomCurve3實現球體線條地圖點確定；

3、THREE.Math.degToRad，Math.sin，Math.cos實現地圖經緯度與三位坐標x，y，z之間的轉換；

4、MeshLine用於繪制線條；

5、canvas用於繪制球體世界地圖貼圖，通過THREE.CanvasTexture引入。

效果圖如下：

 

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初始化場景、相機、渲染器，設置相機位置，初始化光源，光源采用HemisphereLight，設置光源位置為場景中心位置，並將光源加入場景中。

// 初始化場景
var scene = new THREE.Scene();
// 初始化相機，第一個參數為攝像機視錐體垂直視野角度，第二個參數為攝像機視錐體長寬比，
// 第三個參數為攝像機視錐體近端面，第四個參數為攝像機視錐體遠端面
var camera = new THREE.PerspectiveCamera(20, dom.clientWidth / dom.clientHeight, 1, 100000);
// 設置相機位置，對應參數分別表示x，y，z位置
camera.position.set(0, 0, 200);
var renderer = new THREE.WebGLRenderer({
      alpha: true,
      antialias: true
});
// 設置光照
scene.add(new THREE.HemisphereLight('#ffffff', '#ffffff', 1));

設置場景窗口尺寸，並且初始化控制器，窗口尺寸默認與瀏覽器窗口尺寸保持一致，最后將渲染器加載到dom中。

// 設置窗口尺寸，第一個參數為寬度，第二個參數為高度
renderer.setSize(dom.clientWidth, dom.clientHeight);
// 初始化控制器
var orbitcontrols = new THREE.OrbitControls(camera,renderer.domElement);
// 將渲染器加載到dom中
dom.appendChild(renderer.domElement);

通過canvas定義地球材質。

// canvas畫地圖函數，因為性能問題，線條不再canvas中實現，w表示寬度，h表示高度，worldPos表示世界地圖經緯度信息
var createCanvas = function (w, h, worldPos) {
    var canvas = document.createElement('canvas');
    canvas.width = w;
    canvas.height = h;
    var context = canvas.getContext('2d');
    var centerX = w / 2;
    var centerY = h / 2;
    var average = w / 360;
    // 繪制背景顏色
    context.fillStyle = earthBallColor;
    context.fillRect(0, 0, w, h);
    // canvas中繪制地圖方法
    function canvasLineFun (childrenPosition) {
        context.fillStyle = earthBallPlaneColor;
        context.moveTo(centerX + childrenPosition[0][0] * average, centerY - childrenPosition[0][1] * average);
        childrenPosition.forEach(function (posItem) {
            context.lineTo(centerX + posItem[0] * average, centerY - posItem[1] * average);
        })
        context.closePath();
        context.fill();
    }
    worldPos.forEach(function (item) {
        canvasLineFun(item);
    })
    return canvas;
}

定義地球及其材質，地球通過SphereGeometry來實現，通過THREE.CanvasTexture來引入canvas創建的貼圖。

// 創建地球
earthBall = new THREE.Mesh(new THREE.SphereGeometry(earthBallSize, 50, 50), new THREE.MeshBasicMaterial({
    map: new THREE.CanvasTexture(createCanvas(2048, 1024, worldGeometry)),
    side: THREE.FrontSide
}));
scene.add(earthBall);

標記地點經緯度坐標與三維x，y，z坐標轉換方法。

// 經緯度轉換函數，longitude表示經度，latitude表示唯獨，radius表示球體半徑
var getPosition = function (longitude, latitude, radius) {
    // 將經度，緯度轉換為rad坐標
    var lg = THREE.Math.degToRad(longitude);
    var lt = THREE.Math.degToRad(latitude);
    var temp = radius * Math.cos(lt);
    // 獲取x，y，z坐標
    var x = temp * Math.sin(lg);
    var y = radius * Math.sin(lt);
    var z = temp * Math.cos(lg);
    return {
        x: x,
        y: y,
        z: z
    }
}

繪制世界地圖線條方法

// 繪制世界地圖線條函數
var drawWorldLine = function (pos, identify) {
    var posArray = [];
    pos.forEach(function (item) {
        var pointPosition = getPosition(item[0] + 90, item[1], earthBallSize);
        posArray.push(new THREE.Vector3(pointPosition.x, pointPosition.y, pointPosition.z));
    })
    // 繪制的線條需要關閉，第二個參數默認為false，表示不關閉
    var curve = new THREE.CatmullRomCurve3(posArray, true);
    var points = curve.getPoints(500);
    var geometry = new THREE.Geometry().setFromPoints(points);
    // 定義線條
    var line = new MeshLine();
    line.setGeometry(geometry);
    // 定義線條材質
    var material = new MeshLineMaterial({
        color: worldLineColor,
        lineWidth: worldLineWidth
    })
    // 繪制地圖
    lineGeometryObj['lineGeometry' + identify] = new THREE.Mesh(line.geometry, material);
    // 將地圖加入場景
    scene.add(lineGeometryObj['lineGeometry' + identify])
}

獲取世界地圖經緯度信息及計算繪制球體地圖參數方法

// 獲取世界經緯度信息函數
var getWorldGeometry = function () {
    $.ajax({ 
         type : "GET", //提交方式 
         url : "./code/world.json",
         async: false,
         success : function(response) {//返回數據根據結果進行相應的處理 
             worldGeometry = [];
             // 繪制世界地圖
            response.features.forEach(function (worldItem, worldItemIndex) {
                var length = worldItem.geometry.coordinates.length;
                var multipleBool = length > 1 ? true : false;
                worldItem.geometry.coordinates.forEach(function (worldChildItem, worldChildItemIndex) {
                    if (multipleBool) {
                        // 值界可以使用的經緯度信息
                        if (worldChildItem.length && worldChildItem[0].length == 2) {
                            worldGeometry.push(worldChildItem);
                        }
                        // 需要轉換才可以使用的經緯度信息
                        if (worldChildItem.length && worldChildItem[0].length > 2) {
                            worldChildItem.forEach(function (countryItem, countryItenIndex) {
                                worldGeometry.push(countryItem);
                            })
                        }
                    } else {
                        var countryPos = null;
                        if (worldChildItem.length > 1) {
                            countryPos = worldChildItem;
                        } else {
                            countryPos = worldChildItem[0];
                        }
                        if (countryPos) {
                            worldGeometry.push(countryPos);
                        }
                    }
                })
            })
         } 
    })
}

球體地圖線條通過position值來實現位置的確認，動畫使用requestAnimationFrame來實現。

// 執行函數
var render = function () {
    scene.rotation.y -= 0.01;
    renderer.render(scene, camera);
    orbitcontrols.update();
    requestAnimationFrame(render);
}