加载外部模型

之前说了一堆其实都处于一些demo 真实的公司项目大多数离不开3D建模的

三维建模软件简介

3D美术常用的三维建模软件，比如Blender、3dmax、C4D、maya等等

Blender(轻量开源)
3dmax
C4D
maya

特殊行业项目可能涉及到行业软件，比如机械相关、建筑相关

机械相关：SW、UG等
建筑相关：草图大师、revit

常见的3D格式 gltf

GLTF格式是新2015发布的三维模型格式，随着物联网、WebGL、5G的进一步发展，会有越来越多的互联网项目Web端引入3D元素，你可以把GLTF格式的三维模型理解为.jpg、.png格式的图片一样，现在的网站，图片基本是标配，对于以后的网站来说如果需要展示一个场景，使用3D来替换图片表达也是很正常的事情。图片有很多格式，对于三维模型自然也是如此，Web开发的时候图片会有常用格式，对于Web3D开发也一样，肯定会根据需要选择一个常见的大家都熟悉的格式，随时时间的发展，GLTF必然称为一个极为重要的标准格式。

不仅three.js，其它的WebGL三维引擎cesium、babylonjs都对gltf格式有良好的的支持。

相比较obj、stl等格式而言，.gltf格式可以包含更多的模型信息。

.gltf格式文件几乎可以包含所有的三维模型相关信息的数据，比如模型层级关系、PBR材质、纹理贴图、骨骼动画、变形动画...

格式信息

如果你有一定的前端基础，那么你对JSON一定不陌生，GLTF文件就是通过JSON的键值对方式来表示模型信息，比如meshes表示网格模型信息，materials表示材质信息...

json

{
  "asset": {
    "version": "2.0",
  },
...
// 模型材质信息
  "materials": [
    {
      "pbrMetallicRoughness": {//PBR材质
        "baseColorFactor": [1,1,0,1],
        "metallicFactor": 0.5,//金属度
        "roughnessFactor": 1//粗糙度
      }
    }
  ],
  // 网格模型数据
  "meshes": ...
  // 纹理贴图
  "images": [
        {
            // uri指向外部图像文件
            "uri": "贴图名称.png"//图像数据也可以直接存储在.gltf文件中
        }
   ],
     "buffers": [
    // 一个buffer对应一个二进制数据块，可能是顶点位置 、顶点索引等数据
    {
      "byteLength": 840,
     //这里面的顶点数据，也快成单独以.bin文件的形式存在   
      "uri": "data:application/octet-stream;base64,AAAAPwAAAD8AAAA/AAAAPwAAAD8AAAC/.......
    }
  ],
}

.bin文件

有些glTF文件会关联一个或多个.bin文件，.bin文件以二进制形式存储了模型的顶点数据等信息。 .bin文件中的信息其实就是对应gltf文件中的buffers属性，buffers.bin中的模型数据，可以存储在.gltf文件中,也可以单独一个二进制.bin文件。

json

"buffers": [
    {
        "byteLength": 102040,
        "uri": "文件名.bin"
    }
]

二进制.glb

gltf格式文件不一定就是以扩展名.gltf结尾，.glb就是gltf格式的二进制文件。比如你可以把.gltf模型和贴图信息全部合成得到一个.glb文件中，.glb文件相对.gltf文件体积更小，网络传输自然更快。

导出gltf

blender：最新版本可以直接导出gltf。

3damx gltf相关插件：https://github.com/BabylonJS/Exporters/releases

加载.gltf文件

总体分为这么几步

gltf模型加载器GLTFLoader.js
相机参数根据需要设置
加载gltf的时候，webgl渲染器编码方式设置

引入GLTFLoader.js

你在three.js官方文件的examples/jsm/子文件loaders目录下，可以找到一个文件GLTFLoader.js，这个文件就是three.js的一个扩展库，专门用来加载gltf格式模型加载器。

// 引入gltf模型加载库GLTFLoader.js
import { GLTFLoader } from 'three/addons/loaders/GLTFLoader.js';

执行new GLTFLoader()就可以实例化一个gltf的加载器对象。

// 创建GLTF加载器对象
const loader = new GLTFLoader();

通过gltf加载器方法.load()就可以加载外部的gltf模型。

执行方法.load()会返回一个gltf对象，作为参数2函数的参数，改gltf对象可以包含模型、动画等信息，你只需要先了解gltf的场景属性gltf.scene,该属性包含的是模型信息，比如几何体BufferGometry、材质Material、网格模型Mesh。

loader.load( 'gltf模型.gltf', function ( gltf ) {
  console.log('控制台查看加载gltf文件返回的对象结构',gltf);
  console.log('gltf对象场景属性',gltf.scene);
  // 返回的场景对象gltf.scene插入到threejs场景中
  scene.add( gltf.scene );
})

相机选择

如果你想预览一个三维场景，一般有正投影相机OrthographicCamera和透视投影相机PerspectiveCamera可供选择。不过大部分3D项目，比如一般都是使用透视投影相机PerspectiveCamera，比如游戏、物联网等项目都会选择透视投影相机PerspectiveCamera。

如果你希望渲染的结果符合人眼的远小近大的规律，毫无疑问要选择透视投影相机，如果不需要模拟人眼远小近大的投影规律，可以选择正投影相机。

尺寸概念

项目开发的时候，程序员对一个模型或者说一个三维场景要有一个尺寸的概念，不用具体值，要有一个大概印象。

一般通过三维建模软件可以轻松测试测量模型尺寸，比如作为程序员你可以用三维建模软件blender打开gltf模型，测量尺寸。

单位问题

three.js的世界并没有任何单位，只有数字大小的运算。

obj、gltf格式的模型信息只有尺寸，并不含单位信息。

不过实际项目开发的时候，一般会定义一个单位，一方面甲方、前端、美术之间更好协调，甚至你自己写代码也要有一个尺寸标准。比如一个园区、工厂，可以m为单位建模，比如建筑、人、相机都用m为尺度去衡量，如果单位不统一，就需要你写代码,通过.scale属性去缩放。

设置合适的相机参数

通过gltf加载完成，模型后，你还需要根据自身需要，设置合适的相机参数，就好比你拍照，你想拍摄一个石头，肯定要把相机对着石头，如果希望石头在照片上占比大，就要离石头近一些。

相机位置怎么设置，你就类比你的眼睛，如果你想模拟人在3D场景中漫游，那么很简单，你把相机放在地面上，距离地面高度和人身高接近即可。

如果你想看到工厂的全貌，你可以理解为你坐着无人机向下俯瞰，简单说，相比人漫游工厂，整体预览工厂相机距离工厂距离更远一些，否则你也看不到全貌，当然过于远了，你就看不清工厂了。

以一个工厂的模型为例，先设定一个小目标，我们希望工厂能够居中显示在canvas画布上，并且保证可以整体预览。

下面以透视投影相机PerspectiveCamera为例说明。

工厂尺寸范围大概200米数量级，那么如果想整体预览观察工厂所有模型，那很简单，第一步，把camera.position的xyz值统统设置为几百即可，比如(200, 200, 200)。

具体xyz值，你可以通过OrbitControls可视化操作调整，然后浏览器控制台记录相机参数即可。

camera.position.set(200, 200, 200);

某位置在canvas画布居中

你需要工厂那个位置在canavs画布上居中，直接把camera.lookAt()指向哪个坐标。

如果美术建模，把工厂整体居中，也就是说模型的几何中心，大概位于世界坐标原点。你设置camera.lookAt(0,0,0),相机视线指向坐标原点。

camera.lookAt(0, 0, 0);

注意相机控件OrbitControls会影响lookAt设置，注意手动设置OrbitControls的目标参数

camera.lookAt(100, 0, 0);
// 设置相机控件轨道控制器OrbitControls
const controls = new OrbitControls(camera, renderer.domElement);
// 相机控件.target属性在OrbitControls.js内部表示相机目标观察点，默认0,0,0
// console.log('controls.target', controls.target);
controls.target.set(100, 0, 0);
controls.update();//update()函数内会执行camera.lookAt(controls.targe)

远裁截面far参数

近裁截面near和远裁截面far，要能包含你想渲染的场景，否则超出视锥体模型会被剪裁掉，简单说near足够小，far足够大，主要是far。

PerspectiveCamera(fov, aspect, near, far)

测量工厂尺寸大概几百的数量级，这里不用测具体尺寸，有个大概数量级即可，然后far设置为3000足够了。

const camera = new THREE.PerspectiveCamera(30, width / height, 1, 3000);

纹理贴图颜色偏差解决

three.js加载gltf模型的时候，可能会遇到three.js渲染结果颜色偏差，对于这种情况，你只需要修改WebGL渲染器默认的编码方式.outputEncoding即可

//解决加载gltf格式模型纹理贴图和原图不一样问题
renderer.outputEncoding = THREE.sRGBEncoding;

注意！！！！！！！最新版本属性名字有改变。渲染器属性名.outputEncoding已经变更为.outputColorSpace。

查WebGL渲染器文档，你可以看到.outputColorSpace的默认值就是SRGB颜色空间THREE.SRGBColorSpace，意味着新版本代码中，加载gltf，没有特殊需要，不设置.outputColorSpace也不会引起色差。

//新版本，加载gltf，不需要执行下面代码解决颜色偏差
renderer.outputColorSpace = THREE.SRGBColorSpace;//设置为SRGB颜色空间

效果

小技巧

在加载模型的时候我们可能不好判断相机的位置

我们可以借助 OrbitControls 旋转相机来判断具体的位置

OrbitControls改变相机位置.position

通过OrbitControls旋转和缩放，本质上就是在改变透视投影相机PerspectiveCamera的位置.position。

渲染循环中不停地打印相机的位置属性，你可以通过相机控件旋转或缩放三维场景，同时通过浏览器控制台观察相机位置变化。

function render() {
  requestAnimationFrame(render);
  // 浏览器控制台查看相机位置变化
  console.log('camera.position',camera.position);
}
render();

第一步是根据渲染范围的数量级，大概设置相机的位置参数，其实第二部，相机位置具体参数，可以借助OrbitControls可视化旋转或缩放，然后选择一个合适的渲染效果，浏览器控制台记录下此时的相机位置。

camera.position.set(200, 200, 200);//第1步：根据场景渲染范围尺寸设置
camera.position.set(-144, 95, 95); //第2步：通过相机控件辅助设置OrbitControls

参照OrbitControls设置相机位置.position的过程，你可以平移三维场景，然后选择一个合适的渲染效果，记录下此时相机控件目标属性controls.target的值，然后作为透视投影相机.lookAt()的参数。

注意相机控件OrbitControls会影响lookAt设置，注意手动设置OrbitControls的目标参数

// camera.lookAt(0, 0, 0);
const x = -1.2,y = -15,z = 10;//通过OrbitControls辅助设置
camera.lookAt(x, y, z);

// 设置相机控件轨道控制器OrbitControls
const controls = new OrbitControls(camera, renderer.domElement);
// 相机控件.target属性在OrbitControls.js内部表示相机目标观察点，默认0,0,0
// console.log('controls.target', controls.target);
controls.target.set(x, y, z); //与lookAt参数保持一致
controls.update(); //update()函数内会执行camera.lookAt(controls.target)

加载外部模型

三维建模软件简介 ​

常见的3D格式 gltf ​

格式信息 ​

.bin文件 ​

二进制.glb ​

导出gltf ​

加载.gltf文件 ​

引入GLTFLoader.js ​

相机选择 ​

尺寸概念 ​

单位问题 ​

设置合适的相机参数 ​

某位置在canvas画布居中 ​

远裁截面far参数 ​

纹理贴图颜色偏差解决 ​

效果 ​

小技巧 ​

OrbitControls改变相机位置.position ​