1000粉！使用Three.js实现一个创意纪念页面 🏆

背景

不知不觉，掘金关注者人数已经超过 1000 人，因此特地做了这个页面纪念一下，感谢大家关注 🙇‍，希望博客园的粉丝也涨涨。后续也将继续努力，持续输出一些有价值的文章。本文内容涉及的技术栈为 React + Three.js + Stulus，本文中主要包含的知识点包括：圆锥几何体 ConeGeometry、圆柱几何体 CylinderGeometry、材质捕捉纹理材质 MeshMatcapMaterial、文字创建和修饰的 FontLoader 和 TextGeometry、使用 Gsap 和它的插件 Physics2DPlugin 创建一些动画、rotateOnAxis 方法实现绕轴自转等。

对了，后续我专门新建了一个专门针对 Three.js 系列的专栏【Three.js 奥德赛进阶之旅】，是掘金签约的专栏 📚。从基础入门开始，全方位了解 Three.js 的各种特性，并结合和应用对应特性，实现令人眼前一亮的 Web 创意页面，进而逐步挖掘 Three.js 和 WebGL 深层次的知识。在这里推广一下，大家感兴趣的话可以关注一波 😘。

效果

页面 📃 主体内容主要由四部分组成，分别是：文字 1000!、文字 THANK YOU、掘金三维 Logo、以及 纸片礼花 🎉。其中文字各自具有翻转动画，掘金 Logo 有自转动画效果，当用 🖱 鼠标点击屏幕时，会出现 *★,°*:.☆(￣▽￣)/$:*.°★* 。 撒花效果。

打开以下链接中的任意一个可以在线预览效果。本页面适配PC端和移动端，大屏访问效果更佳。

• 👁‍🗨 在线预览地址1：https://3d-eosin.vercel.app/#/fans
• 👁‍🗨 在线预览地址2：https://dragonir.github.io/3d/#/fans

实现

📦 资源引入

首先在顶部引入开发必备的资源，除了基础的 React 和样式表之外，THREE 是 Three.js 库；OrbitControls 用于镜头轨道控制，可以使用鼠标移动或旋转模型；Text 是用于创建文字模型的一个类；Confetti 是一个用于创建礼花效果的类，在后面内容中会做详细介绍。

import './index.styl';
import React from 'react';
import * as THREE from "three";
import { OrbitControls } from "three/examples/jsm/controls/OrbitControls";
import Text from '@/assets/utils/Text';
import Confetti from '@/assets/utils/Confetti';

📃 页面结构

页面主要结构非常简单，其中 .webgl 用于渲染 3D 元素；.logo 是页面上的一些图标装饰，.github 是存放本项目的 Github 链接地址。

<div className='fans_page'>
  <canvas className='webgl'></canvas>
  <i className='logo'></i>
  <i className='logo click'></i>
  <a className='github' href='https://github.com/dragonir/3d' target='_blank'></a>
</div>

创建 Logo

创建 Logo 时，先创建一个 Group，然后将 Logo 的各个部分添加到 Group 中，这样有利于对 Logo 整体调整位置和添加动画，也有利于页面加载性能。接着，通过以下步骤创建 Logo 模型的三部分：

• 创建通用的材质 MeshMatcapMaterial，Logo 模型的所有组成网格都将使用这种材质;
• 使用 ConeGeometry 创建顶部的 四棱锥，并应用材质；
• 使用 CylinderGeometry 创建中间的 四棱台，并应用材质；
• 使用 CylinderGeometry 创建底部的 四棱台，并应用材质；
• 将上述网格模型添加到 Group 中，并调整整体的位置、大小，并设置倾斜角度以便获得更好的页面视觉效果。

本示例中模型的计算参数如上图所示，顶部四棱柱的四个面都是边长为 4 的等边三角形，其余两个棱台的侧边长也是 4，其他边的长度参数都可以通过勾股定理以及三角函数计算得出，本文中不做详细计算。（PS：模型示意图是用 Windows 画图工具画的，有点丑 🤣）

const logo = new THREE.Group();
// 材质捕捉纹理材质
const logoMaterial = new THREE.MeshMatcapMaterial({
  matcap: this.matcaps.logoMatcap,
  side: THREE.DoubleSide,
});
// 顶部四棱锥
const cone = new THREE.Mesh(new THREE.ConeGeometry(4, 4, 4), logoMaterial);
logo.add(cone);
// 中间四棱台
const cylinder = new THREE.Mesh(new THREE.CylinderGeometry(6, 10, 4, 4, 1), logoMaterial);
cylinder.position.y = -6
logo.add(cylinder);
// 底部四棱台
const cylinder2 = new THREE.Mesh(new THREE.CylinderGeometry(12, 16, 4, 4, 1), logoMaterial);
cylinder2.position.y = -12
logo.add(cylinder2);
logo.position.set(0, 0, 0);
logo.scale.set(11, 11, 11);
// 设置倾斜角度
logo.rotateY(Math.PI * 0.2);
logo.rotateZ(Math.PI * 0.1);
scene.add(logo);

💡 知识点 圆锥几何体ConeGeometry

圆锥几何体 ConeGeometry，是一个用于生成圆锥几何体的类，侧面分段数越多则越圆，本例中分段数为 4，所以看起来是个四棱锥。

构造函数：

ConeGeometry(radius: Float, height: Float, radialSegments: Integer, heightSegments: Integer, openEnded: Boolean, thetaStart: Float, thetaLength: Float);

参数说明：

• radius：圆锥底部的半径，默认值为 1。
• height：圆锥的高度，默认值为 1。
• radialSegments：圆锥侧面周围的分段数，默认为 8。
• heightSegments：圆锥侧面沿着其高度的分段数，默认值为 1。
• openEnded：一个 Boolean 值，指明该圆锥的底面是开放的还是封顶的。默认值为 false，即其底面默认是封顶的。
• thetaStart：第一个分段的起始角度，默认为 0。
• thetaLength：圆锥底面圆扇区的中心角，通常被称为 θ。默认值是 2*PI，这使其成为一个完整的圆锥。

💡 知识点 圆柱几何体CylinderGeometry

圆柱几何体 CylinderGeometry，是一个用于生成圆柱几何体的类。本文中 Logo 的中间和底部就由此类生成。

构造函数：

CylinderGeometry(radiusTop: Float, radiusBottom: Float, height: Float, radialSegments: Integer, heightSegments: Integer, openEnded : Boolean, thetaStart: Float, thetaLength: Float)

参数说明：

• radiusTop：圆柱的顶部半径，默认值是 1。
• radiusBottom：圆柱的底部半径，默认值是 1。
• height：圆柱的高度，默认值是 1。
• radialSegments：圆柱侧面周围的分段数，默认为 8。
• heightSegments：圆柱侧面沿着其高度的分段数，默认值为 1。
• openEnded：一个 Boolean值，指明该圆锥的底面是开放的还是封顶的。默认值为 false，即其底面默认是封顶的。
• thetaStart：第一个分段的起始角度，默认为 0。
• thetaLength：圆柱底面圆扇区的中心角，通常被称为 θ。默认值是 2*PI，这使其成为一个完整的圆柱。

💡 知识点 材质捕捉纹理材质MeshMatcapMaterial

MeshMatcapMaterial 由一个材质捕捉 MatCap或光照球 纹理所定义，其编码了材质的颜色与明暗。由于 mapcap 图像文件编码了烘焙过的光照，因此MeshMatcapMaterial不对灯光作出反应。它可以投射阴影到一个接受阴影的物体上，但不会产生自身阴影或是接收阴影。

构造函数：

MeshMatcapMaterial(parameters: Object)

parameters：可选，用于定义材质外观的对象，具有一个或多个属性，材质的任何属性都可以从此处传入，包括从 Material 继承的任何属性。

• .color[Color]：材质的颜色，默认值为白色 0xffffff。
• .matcap[Texture]：matcap 贴图，默认为 null。
• 其他Material基类的共有属性等。

MeshMatcapMaterial 是一种非常好用的材质，简单使用这种材质就能实现复杂的纹理效果，如本文中 Logo 的光泽效果，以及后续文字的金属效果以及透明玻璃效果，选择合适的材质，可以实现各种各样的神奇效果。下面这张图就是本文中所有元素的材质贴图，可以看出它们是一个个光照球体样式。

除了在 Blender、Photoshop等设计软件中生成 MeshMatcapMaterial 之外，下面几个网站可以免费下载各种好看的材质，并且具有在线实时预览功能，大家可以根据页面元素内容和自身需求找到合适的材质图片，感兴趣的话可以亲手试试看 😉。

创建文字 1000!

接着，来创建文字，此时需要引入 FontLoader，用于加载字体文件，它返回一个字体实例，然后使用 TextGeometry 创建文字网格，将它添加到场景中就可以了。

import { FontLoader } from 'three/examples/jsm/loaders/FontLoader';
import { TextGeometry } from 'three/examples/jsm/geometries/TextGeometry';

fontLoader.load('fontface.json', font => {
  textMesh.geometry = new TextGeometry('1000！', {
    font: font,
    size: 100,
    height: 40
  });
  scene.add(textMesh);
});

看起来非常普通对不对，此时可以对 TextGeometry 进行对字符的厚度、斜角大小等参数的调整，我们可以按类似下面这种稍微优化一下，直至调整到自己满意的结果为止。

textMesh.geometry = new TextGeometry('1000！', {
  font: font,
  size: 100,
  height: 40,
  curveSegments: 100,
  bevelEnabled: true,
  bevelThickness: 10,
  bevelSize: 10,
  bevelOffset: 2,
  bevelSegments: 10
});

看看优化后的效果，瞬间高大上了有木有 ✨！

创建文字 THANK YOU

使用同样的方法添加 THANK YOU 文字网格到场景中，并为它设置半透明玻璃效果的 MeshMatcapMaterial 和文字厚度斜角样式。

创建文字动画

文字创建完成后，可以给它们添加一些文字翻转动画效果。动画效果是通过 Gsap 实现的，本文中给1000！ 文字添加了一个缩放并翻转的动画效果，给 THANK YOU 添加了一个上下翻转的动画效果，可以参考如下方法来实现。

import gsap from 'gsap';
// 上下翻转动画
zoomAndFlip() {
  gsap.timeline({
    repeat: -1,
    defaults: {
      duration: 2,
      ease: 'elastic.out(1.2, 1)',
      stagger: 0.1,
    },
  })
  .to(this.meshesPosition, { z: this.meshesPosition[0].z + 100 }, 'start')
  .to(this.meshesRotation, { duration: 2, y: Math.PI * 2 }, 'start')
  .to(this.meshesRotation, { duration: 2, y: Math.PI * 4 }, 'end')
  .to(this.meshesPosition, { z: this.meshesPosition[0].z }, 'end');
}

创建礼花 🎉

页面每次打开以及点击屏幕时，可以产生礼花效果。其中礼花中的每个小碎片使用了面基础缓冲模型 PlaneBufferGeometry 以及 MeshBasicMaterial 基础材质构成，在场景中创建三束礼花，每束礼花内的碎片位置和大小随机，并在一段时间后自动消失。同样，礼花的动画效果也是使用了 Gsap，并且使用了它的插件 Physics2DPlugin 来实现，Physics2DPlugin 插件可以模拟物理动画效果包括重力、速度、加速度、摩擦力动画等，有了它就能更好地实现礼花爆炸和散落效果。可以像本文中这样使用它们：

import gsap from 'gsap';
const physics2D = require('./physics2D');
gsap.registerPlugin(physics2D.Physics2DPlugin);
// 对每一片礼花应用动画效果
gsap.to(this.confettiSprites[id], DECAY, {
  physics2D: {
    velocity,
    angle,
    gravity,
    friction,
  },
  ease: 'power4.easeIn',
  onComplete: () => {
    _.pull(this.confettiSpriteIds, id);
    this.parent.remove(this.meshes[id]);
    this.meshes[id].material.dispose();
    delete this.confettiSprites[id];
  },
});

💡 知识点 Physics2DPlugin

Physics2DPlugin 设置二维物理动画抛物线效果可选参数：

• velocity：初始速度
• angle：角度
• gravity：重力
• acceleration：加速度
• accelerationAngle：加速度角度
• friction：摩擦力

点击页面时触发动画

window.addEventListener('pointerdown', e => {
  e.preventDefault();
  this.confetti && this.confetti.pop();
});

缩放监听及重绘动画

添加页面缩放适配和重绘动画来更新相机和轨道控制器等。在重绘动画中，给 Logo 添加了一个绕自身 Y轴 旋转的效果，可以通过 rotateOnAxis 实现。

window.addEventListener('resize', () => {
  this.width = window.innerWidth;
  this.height = window.innerHeight;
  this.camera.aspect = this.width / this.height;
  this.camera.updateProjectionMatrix();
  renderer.setPixelRatio(Math.min(window.devicePixelRatio, 2));
  this.renderer.setSize(this.width, this.height);
}, {
  passive: true
});

const animate = () => {
  requestAnimationFrame(animate);
  controls && controls.update();
  // 旋转动画
  logo && logo.rotateOnAxis(axis, Math.PI / 400);
  renderer.render(scene, camera);
}

💡 知识点 rotateOnAxis

.rotateOnAxis 是 Three.js 中三维物体基类 Object3D 的一个方法，它可以在局部空间中绕着该物体的轴来旋转一个物体，假设这个轴已被标准化，它的使用方法如下所示。

.rotateOnAxis(axis: Vector3, angle: Float)

• axis：一个在局部空间中的标准化向量。
• angle：角度，以弧度来表示。

样式细节优化

到这一步，页面的功能已经全部完成了 🍾，最后可以装饰一下页面，如将 renderer 设置为透明，然后在 CSS 中使用一张好看的科技感图片作为页面背景，最后加上几个角落里的图片装饰物和 Github 图标链接，加一点点 CSS 动画，页面整体视觉效果就得到了不错的提升 😉。最后再次感谢大家关注！🙇‍ 谢谢、栓Q、阿里嘎多

总结

本文包含的知识点主要包括：

• 圆锥几何体 ConeGeometry
• 圆柱几何体 CylinderGeometry
• 材质捕捉纹理材质 MeshMatcapMaterial
• 文字创建和修饰的 FontLoader 和 TextGeometry
• 使用 Gsap 和它的插件 Physics2DPlugin 创建一些动画
• rotateOnAxis 方法实现绕轴自转

附录

• 新建【Three.js 进阶之旅】Three.js 系列专栏 👈
• [1]. 🌴 Three.js 打造缤纷夏日3D梦中情岛
• [2]. 🔥 Three.js 实现炫酷的赛博朋克风格3D数字地球大屏
• [3]. 🐼 Three.js 实现2022冬奥主题3D趣味页面，含冰墩墩
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• [1]. 📷 前端实现很哇塞的浏览器端扫码功能
• [2]. 🌏 前端瓦片地图加载之塞尔达传说旷野之息
• [3]. 🌊 使用前端技术实现静态图片局部流动效果
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