three.js开发3d地图的实现示例
作者：evomap
公司要做智慧消防楼层可视化，需要用到web3d，开源的引擎中先研究了cesium三维地球，但cesium做楼层感觉是大材小用，而且体验也不好，最终选用的是功能强大、更适合小型场景的three。
three是图形引擎，而web二维三维地图都是基于图形引擎的，所以拿three来开发需求简单的三维地图应用是没什么问题的。
1.坐标转换
实际地理坐标为经度、纬度、高度，而three.js使用的是右手坐标系x、y、z，本来考虑的是将经纬度坐标转换成墨卡托，再去和three的坐标系对应。而实际项目中，经纬度转墨卡托后，墨卡托的值太大，对应到three坐标系中，坐标距离原点太远，用户交互后，会有精度损失，于是先定义一个中间点，然后将墨卡托的结果减去这个中间点的值。（我自己是经度对应z轴，纬度对应x轴，高度对应y轴）
function lonlatToMercator(lon,lat,height){
var z = height ? height:0;
var x = (lon / 180.0) * 20037508.3427892;
var y = (Math.PI / 180.0) * lat;
var tmp = Math.PI / 4.0 + y / 2.0;
y = 20037508.3427892 * Math.log(Math.tan(tmp)) / Math.PI;
return {x: x,y: y,z: z};
}
var center = lonlatToMercator(lonVal,latVal,heightVal);function lonlatToThree(lon,lat,height){
var z = height? height:0;
var x = (lon / 180.0) * 20037508.3427892;
var y = (Math.PI / 180.0) * lat;
var tmp = Math.PI / 4.0 + y / 2.0;
y = 20037508.3427892 * Math.log(Math.tan(tmp)) / Math.PI;
var result = {
x: x - center.x,
y: y - center.y,
z: z -center.z
};
return result;
}2.加载模型
three.js支持多种模型加载，我是用草图大师建的模型，于是直接转成collada模型，然后使用three的collada模型加载器加载模型。因为要和three.js对应，而模型默认位于x-z轴上，所以要进行模型翻转等操作。
3.创建标注
three中，创建始终朝向相机的POI标注可以使用Sprite类，也可以使用canvas创建图标+文字类型的图形作为Sprite的纹理。sprite默认是有一个固定的3d长度，相机距离sprite越近，sprite在屏幕上越大，反之越小，过大或者过小都会导致sprite的canvas失真模糊，解决方案是计算出该点的屏幕像素与3d坐标长度的比值，然后将sprite缩放到一个合适的3d长度。
var position = sprite.position;
var canvas = sprite.material.map.image;
if(canvas){
var poiRect = {w:canvas.width,h:canvas.height};
var scale = getPoiScale(position,poiRect);
sprite.scale.set(scale[0],scale[1],1.0);
}
function getPoiScale(position,poiRect){
if(!position) return;
var distance = camera.position.distanceTo(position);
var top = Math.tan(camera.fov / 2 * Math.PI / 180)*distance; //camera.fov 相机的拍摄角度
var meterPerPixel = 2*top/container.clientHeight;
var scaleX = poiRect.w * meterPerPixel;
var scaleY = poiRect.h * meterPerPixel;
return [scaleX,scaleY,1.0];
}
4.标注碰撞
创建标注之后，放缩时难免会出现标注相互遮盖的情况，这样既影响美观也会遮盖住地图信息，这里需要检测标注间的遮盖，显示和不显示一些标注。
这里主要是将标注点3d坐标转成屏幕坐标，再根据sprite中canvas的长度和高度，就可以知道sprite在屏幕的矩形范围。接下来就是计算各个标注点sprite的矩形相交了。
var sprite1 = {x:x1,y:y1,w:w1,h:h1}; //sprite1左下角x,y,宽度、高度
var sprite2 = {x:x2,y:y2,w:w2,h:h2}; //sprite2左下角x,y,宽度、高度
//检测两个标注sprite是否碰撞
function isPOIRect(sprite1,sprite2){
var x1 = sprite1.x,y1=sprite1.y,w1=sprite1.w,h1=sprite1.h;
var x2 = sprite2.x,y2=sprite2.y,w1=sprite2.w,h1=sprite2.h;
if (x1 >= x2 && x1 >= x2 + w2) {
return false;
} else if (x1 <= x2 && x1 + w1 <= x2) {
return false;
} else if (y1 >= y2 && y1 >= y2 + h2) {
return false;
} else if (y1 <= y2 && y1 + h1 <= y2) {
return false;
}else{
return true;
}
}5.加载设备
创建设备，我同样使用的是Sprite类，跟创建标注类似，放缩之后，sprite在屏幕上的大小保持不变。
6.设备点击
raycaster类用于在3d中被鼠标选中的物体，这同样可以选中sprite对象，于是用此方法模拟设备的点击。其中deviceGroup是保存所有设备sprite的object3d对象。
function onDocumentMouseDown(e) {
e.preventDefault();
mouse.x = (e.clientX / window.innerWidth) * 2 - 1;
mouse.y = -(e.clientY / window.innerHeight) * 2 + 1;
//新建一个三维单位向量 假设z方向就是0.5
//根据照相机，把这个向量转换到视点坐标系
var vector = new THREE.Vector3(mouse.x, mouse.y,0.5).unproject(camera);
//在视点坐标系中形成射线,射线的起点向量是照相机， 射线的方向向量是照相机到点击的点，这个向量应该归一标准化。
var raycaster = new THREE.Raycaster(camera.position, vector.sub(camera.position).normalize());
//射线和模型求交，选中一系列直线
var intersects = raycaster.intersectObjects([deviceGroup],true);
if (intersects.length > 0) {
var intersected = intersects[0].object;
if(intersected instanceof THREE.Sprite){
//点击到设备图标
}
}
}7.弹出框
设备点击之后，一般都会以弹出框形式展示设备的具体信息，这里需要先定义弹出框的样式，然后将弹出点设备的三维坐标转换成屏幕坐标，设置一定的偏移量，再将弹出框放到偏移后的屏幕位置上。然后每次更改相机，重新计算弹出框的位置。
//three世界坐标转为屏幕坐标
function threeToScreen(position,camera){
var worldVector = new THREE.Vector3(
position.x,
position.y,
position.z
);
var standardVector = worldVector.project(camera);//世界坐标转标准设备坐标
var a = window.innerWidth / 2;
var b = window.innerHeight / 2;
var x = Math.round(standardVector.x * a + a);//标准设备坐标转屏幕坐标
var y = Math.round(-standardVector.y * b + b);//标准设备坐标转屏幕坐标
return {
x: x,
y: y
};
}
8.设备动画
简单设备动画可以通过更改设备的材质、大小、位置来实现，比如通过定时更改设备的材质来实现设备图标的闪烁。
项目中要模拟火情，因此花了些时间网上参考并用粒子系统做了个火焰动画，这里先用一个循环通过THREE.Vector3对象创建构成火焰的全部的点，放到THREE.Geometry对象的vertices中；再使用canvas创建火焰的纹理图形，传给THREE.PointsMaterial对象（并设置材质透明transparent:true和加法混合THREE.AddictiveBlending），最后以前面的THREE.Geometry和THREE.PointsMaterial创建THREE.Points对象，完成该火焰粒子系统的初始化。
每个粒子都有单独的坐标，最后用一定的规律驱动粒子的移动达到动画的效果。
9.鼠标绘制
在3d中，鼠标的位置对应到三维坐标中是一条射线，因此需要添加绘制平面，点击时获取鼠标和绘制平面的交点，作为绘制点。绘制时监听鼠标的单击和移动事件。
绘制线时，鼠标点击和移动时，直接更改线的geometry中的vertices；绘制面时，不仅仅要更改vertices还要计算所有顶点组合的三角面（我使用的是Earcut.js），作为geometry的faces，最后创建一个以这个geometry为几何形状的多边形mesh。
//positions 三维坐标数组[[x,y,z],[x,y,z],...]
function createPolygon(positions){
var shapePositons = [];
for(var i=0;i<positions.length;i++){
var position = positions[i];
shapePositons.push(new THREE.Vector3(position[0],position[1],position[2]));
}
var data = [];
for(var i=0;i<positions.length;i++){
var position = positions[i];
data.push(position[0],position[1]);
}
var faces = [];
var triangles = Earcut.triangulate(data);
if(triangles && triangles.length != 0){
for(var i=0;i<triangles.length;i++){
var length = triangles.length;
if(i%3==0 && i < length-2){
faces.push(new THREE.Face3(triangles[i],triangles[i+1],triangles[i+2]));
}
}
}
var geometry = new THREE.BufferGeometry();
geometry.vertices = shapePositons;
geometry.faces = faces;
var mesh = new THREE.Mesh(geometry,material);
return mesh;
}
到此这篇关于three.js开发3d地图的实现示例的文章就介绍到这了,更多相关three.js 3d地图内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！