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利用HTML5绘制点线面组成的3D图形的示例_html5教程技巧

玩canvas玩了有两三个礼拜了,平面的东西玩来玩去也就那样,所以就开始折腾3d了。
因为canvas画布终究还是平面的,所以要有3d就得抽象出一个z轴。然后再把3d坐标转换成2d坐标,画到画布上,再通过旋转等变换效果来产生3d感。做3d一般就是由点到线,然后由线到面。
【点】
点的话,之前我有写过关于3d的博文 解析3d标签云,其实很简单 ,这篇博文虽然讲的是用div实现的3d标签云,但是追根到底产生的3d原理是一样的,就是最简单的由点构成的3d了。每一个标签就是一个点。也可以直接看这个demo:
3dball
里面的总共有五百个点对象,每个点对象相应的根据他们的z轴来改变他们的大小和透明度,再平均分布在球面上,就构成了点球体了。
【线】
如果知道怎么做点之后,线也就容易了,只要把点连起来就行了。这个没做demo,不过也确实不难。就循环moveto,然后lineto,线就出来了。
【面】
这篇博文主要讲面滴。
二话不说,先上个demo吧 :
3d立方体
做一个立方体,我用了三个对象:点对象,面对象,以及立方体本身一个对象:
下面这个是点对象,x,y,z是点的三维坐标,_get2d方法是把三维坐标转换到二维层面来。falllength是焦距。
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var vector = function(x,y,z){                this.x = x;                this.y = y;                this.z = z;                this._get2d = function(){                    var scale = falllength/(falllength+this.z);                    var x = centerx + this.x*scale;                    var y = centery + this.y*scale;                    return {x:x , y:y};                }            }
然后是面对象:
面对象的属性页很容易理解,一个面就是一个正方形 , v1v2v3v4是面的四个顶点,zindex这个属性很重要,是代表这个面的层级,是在最外面还是在里面,这个必须要有,这样当用canvas画的时候才能让这个面画在最前面,才不会被其他的面遮盖。zindex的值也很容易理解,就是顶点z轴坐标的平均值,其实也就是中心点的z轴坐标。颜色就是这个面的颜色啦。
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var face = function(vector1,vector2,vector3,vector4,color){                this.v1 = vector1;                this.v2 = vector2;                this.v3 = vector3;                this.v4 = vector4;                this.color = color;                this.zindex = (this.v1.z + this.v2.z + this.v3.z + this.v4.z)/4;                this.draw = function(){                    ctx.save();                    ctx.beginpath();                    ctx.moveto(this.v1._get2d().x , this.v1._get2d().y);                    ctx.lineto(this.v2._get2d().x , this.v2._get2d().y);                    ctx.lineto(this.v3._get2d().x , this.v3._get2d().y);                    ctx.lineto(this.v4._get2d().x , this.v4._get2d().y);                    ctx.closepath();                    // ctx.fillstyle = rgba(+parseint(math.random()*255)+,+parseint(math.random()*255)+,+parseint(math.random()*255)+,0.2);                    ctx.fillstyle = this.color;                    ctx.fill();                }            }
最后是立方体本身对象:
因为立方体最后要旋转,所以,立方体对象里面不仅有面对象,还要有点对象,点旋转后才会引起面的旋转。length是立方体的边长,_initvector是初始化立方体的各个顶点,_draw方法就是把所有点形成面,将面放入数组,然后对面进行排序(就是根据面里的zindex排序),排序好后,调用每个面里的draw方法。立方体就出来了。
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var cube = function(length){                this.length = length;                this.faces = [];                this.vectors = [];            }            cube.prototype = {                _initvector:function(){                    this.vectors[0] = new vector(-this.length/2 , -this.length/2 , this.length/2);                    this.vectors[1] = new vector(-this.length/2 , this.length/2 , this.length/2);                     this.vectors[2] = new vector(this.length/2 , -this.length/2 , this.length/2);                     this.vectors[3] = new vector(this.length/2 , this.length/2 , this.length/2);                     this.vectors[4] = new vector(this.length/2 , -this.length/2 , -this.length/2);                    this.vectors[5] = new vector(this.length/2 , this.length/2 , -this.length/2);                    this.vectors[6] = new vector(-this.length/2 , -this.length/2 , -this.length/2);                    this.vectors[7] = new vector(-this.length/2 , this.length/2 , -this.length/2);                },                _draw:function(){                    this.faces[0] = new face(this.vectors[0] , this.vectors[1] , this.vectors[3] , this.vectors[2] , #6c6);                    this.faces[1] = new face(this.vectors[2] , this.vectors[3] , this.vectors[5] , this.vectors[4] , #6cc);                    this.faces[2] = new face(this.vectors[4] , this.vectors[5] , this.vectors[7] , this.vectors[6] , #cc6);                    this.faces[3] = new face(this.vectors[6] , this.vectors[7] , this.vectors[1] , this.vectors[0] , #c6c);                    this.faces[4] = new face(this.vectors[1] , this.vectors[3] , this.vectors[5] , this.vectors[7] , #666);                    this.faces[5] = new face(this.vectors[0] , this.vectors[2] , this.vectors[4] , this.vectors[6] , #ccc);                       this.faces.sort(function(a , b){                        return b.zindex - a.zindex;                    });                    this.faces.foreach(function(){                        this.draw();                    })                }            }
立方体做好了,接下来就可以让它动起来了。根据鼠标位置改变立方体转动的角度。rotatex和rotatey方法就是让所有点绕x轴旋转以及绕y轴旋转。这个的原理我在之前那个博文上好像有说过。。。。如果想了解更多,可以自己去百度一下计算机图形学3d变换。绕x轴和绕y轴是最简单的旋转矩阵了。当然,如果有兴趣的还可以去搜一下绕任意轴旋转矩阵。。。这个有点复杂,我本来想用它来做个魔方,不过遇到一些问题,暂时还没解决。好吧,扯远了。通过rotatex和rotatey两个方法可以让每个点获得下一帧的位置,在动画循环中重绘。这样,转动的立方体就做出来了。
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if(addeventlistener in window){                window.addeventlistener(mousemove , function(event){                    var x = event.clientx - canvas.offsetleft - centerx;                    var y = event.clienty - canvas.offsettop - centery;                    angley = x*0.0001;                    anglex = y*0.0001;                });            }            else {                window.attachevent(onmousemove , function(event){                    var x = event.clientx - canvas.offsetleft - centerx;                    var y = event.clienty - canvas.offsettop - centery;                    angley = x*0.0001;                    anglex = y*0.0001;                });            }                           function rotatex(vectors){                var cos = math.cos(anglex);                var sin = math.sin(anglex);                vectors.foreach(function(){                    var y1 = this.y * cos - this.z * sin;                    var z1 = this.z * cos + this.y * sin;                    this.y = y1;                    this.z = z1;                });            }               function rotatey(vectors){                var cos = math.cos(angley);                var sin = math.sin(angley);                vectors.foreach(function(){                    var x1 = this.x * cos - this.z * sin;                    var z1 = this.z * cos + this.x * sin;                    this.x = x1;                    this.z = z1;                })            }                              cube = new cube(80);            cube._initvector();            function initanimate(){                cube._draw();                   animate();            }               function animate(){                ctx.clearrect(0,0,canvas.width,canvas.height)                                rotatey(cube.vectors);                rotatex(cube.vectors);                cube._draw();                if(requestanimationframe in window){                    requestanimationframe(animate);                }                else if(webkitrequestanimationframe in window){                    webkitrequestanimationframe(animate);                }                else if(msrequestanimationframe in window){                    msrequestanimationframe(animate);                }                else if(mozrequestanimationframe in window){                    mozrequestanimationframe(animate);                }                else {                    settimeout(animate , 16);                }            }
全部代码我就不贴了,demo里通过控制台都可以看到。我也没引用其他什么框架之类的,直接copy下来就能用了。
能写好转动的一个立方体后,多个立方体转动也可以做出来了。
戳demo:面:3d立方体2    3d立方体线(这个纯碎觉得没有面更酷而已)
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