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THREE.JS入門教程(4)創(chuàng)建粒子系統(tǒng)

更新時(shí)間：2013年01月24日 11:00:57 作者：

Three.js是一個(gè)偉大的開源WebGL庫，WebGL允許JavaScript操作GPU，在瀏覽器端實(shí)現(xiàn)真正意義的3D本文將介紹創(chuàng)建一個(gè)粒子系統(tǒng)/風(fēng)格/引入物理等等，感興趣的朋友可以了解下哦，希望本文對你有所幫助

譯序
Three.js是一個(gè)偉大的開源WebGL庫，WebGL允許JavaScript操作GPU，在瀏覽器端實(shí)現(xiàn)真正意義的3D。但是目前這項(xiàng)技術(shù)還處在發(fā)展階段，資料極為匱乏，愛好者學(xué)習(xí)基本要通過Demo源碼和Three.js本身的源碼來學(xué)習(xí)。
0.簡介
嗨，又見面了。這么說我們已經(jīng)開始學(xué)習(xí)Three.js了，如果你還沒有看過之前三篇教程，建議你先讀完。如果你已經(jīng)讀完前面的教程了，你可能會想做一些關(guān)于粒子的東西。讓我們直面這個(gè)話題吧，每個(gè)人都愛粒子效果。不管你是否知道，你可以很輕易地創(chuàng)建它們。
1.創(chuàng)建一個(gè)粒子系統(tǒng)
Three.js將粒子系統(tǒng)視為一個(gè)基本的幾何體，因?yàn)樗拖窕編缀误w一樣，即有形狀，又有位置、縮放因子、旋轉(zhuǎn)屬性。粒子系統(tǒng)將geometry對象里的每一個(gè)點(diǎn)視為一個(gè)單獨(dú)的粒子。為什么這樣做？我想基于以下的原因：首先，整個(gè)粒子系統(tǒng)地繪制只需要調(diào)用一次某個(gè)繪制函數(shù)，而不是調(diào)用上千次；其次，這允許你設(shè)定一些全局的參數(shù)來影響你的粒子系統(tǒng)內(nèi)的所有粒子。

即使是粒子系統(tǒng)被視為一個(gè)整體的對象，我們?nèi)匀豢梢詾槊總€(gè)粒子單獨(dú)地著色，因?yàn)樵诶L制粒子系統(tǒng)的過程中，Three.js通過attribute變量colour向著色器傳遞了每一個(gè)頂點(diǎn)的顏色。我在本篇教程里并不準(zhǔn)備這樣做，如果你想知道這是怎樣完成的，你可以去GitHub上看Three.js的例程。

粒子系統(tǒng)可能還有一種特殊效果需要引起你的注意：Three.js在粒子系統(tǒng)第一次被渲染的時(shí)候，會將其數(shù)據(jù)緩存下來，之后你無法增加或減少系統(tǒng)中的粒子。如果你不希望看到某個(gè)粒子，你可以將它的顏色中的alpha值設(shè)置為0，但你無法刪除它。所以你應(yīng)當(dāng)在創(chuàng)建粒子系統(tǒng)的時(shí)候，就將所有可能需要顯示的粒子考慮進(jìn)來。
開始創(chuàng)建一個(gè)粒子系統(tǒng)，只需要這么多：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
// 創(chuàng)建粒子geometry 
var particleCount = 1800, 
particles = new THREE.Geometry(), 
pMaterial = 
new THREE.ParticleBasicMaterial({ 
color: 0xFFFFFF, 
size: 20 
}); 
// 依次創(chuàng)建單個(gè)粒子 
for(var p = 0; p < particleCount; p++) { 
// 粒子范圍在-250到250之間 
var pX = Math.random() * 500 - 250, 
pY = Math.random() * 500 - 250, 
pZ = Math.random() * 500 - 250, 
particle = new THREE.Vertex( 
new THREE.Vector3(pX, pY, pZ) 
); 
// 將粒子加入粒子geometry 
particles.vertices.push(particle); 
} 
// 創(chuàng)建粒子系統(tǒng) 
var particleSystem = 
new THREE.ParticleSystem( 
particles, 
pMaterial); 
// 將粒子系統(tǒng)加入場景 
scene.addChild(particleSystem); 

如果你運(yùn)行：
1.你會發(fā)現(xiàn)粒子都是方的
2.粒子都不動
我們一個(gè)一個(gè)來修復(fù)。
2.風(fēng)格
我們創(chuàng)建一個(gè)粒子基本材質(zhì)時(shí)傳入了顏色和尺寸。我們可能想做的是傳入一張紋理圖片用來顯示粒子，而這樣就可以很好地控制粒子看上去的樣式了。

你也看到，粒子是以方塊形狀繪制的，所以我們也應(yīng)當(dāng)使用一張方形的紋理圖片。為了看上去效果更好，我還會使用加法混合，但是這樣做必須保證紋理圖片的背景是黑色的而不是透明的。我理解的原因是：現(xiàn)在加法混合和透明材質(zhì)之間不兼容。但是沒關(guān)系，最后看上去會很棒。

我們來更新一下粒子基本材質(zhì)和粒子系統(tǒng)，加入一些加法混合下透明的粒子。如果你喜歡，你也可以用我的粒子圖片。

復(fù)制代碼代碼如下:

 
// 創(chuàng)建粒子基本材質(zhì) 
var pMaterial = 
new THREE.ParticleBasicMaterial({ 
color: 0xFFFFFF, 
size: 20, 
map: THREE.ImageUtils.loadTexture( 
"images/particle.png" 
), 
blending: THREE.AdditiveBlending, 
transparent: true 
}); 
// 允許粒子系統(tǒng)對粒子排序，以達(dá)到我們想要的效果 
particleSystem.sortParticles = true; 

這看上去已經(jīng)好多了。現(xiàn)在來引入一點(diǎn)物理，讓粒子們動起來。
3.引入物理
默認(rèn)情況下，粒子系統(tǒng)在三維空間中不運(yùn)動，這很好。但我想讓他們動起來，而且我要讓粒子系統(tǒng)這樣運(yùn)動：讓粒子繞著y軸旋轉(zhuǎn)。而且粒子在每個(gè)軸的范圍都在-250到250之間，所以繞著y軸旋轉(zhuǎn)以為這它們繞著系統(tǒng)地中心旋轉(zhuǎn)。

我還假定，你已經(jīng)在某個(gè)地方有了幀循環(huán)的代碼，和我在上一篇關(guān)于著色器中的教程中類似。所以這里我們只需這樣：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
// 幀循環(huán) 
function update() { 
// 增加一點(diǎn)旋轉(zhuǎn)量 
particleSystem.rotation.y += 0.01; 
// 繪制粒子系統(tǒng) 
renderer.render(scene, camera); 
// 設(shè)置下一次刷新幀時(shí)對update的調(diào)用 
requestAnimFrame(update); 
} 

現(xiàn)在我們開始定義單個(gè)粒子的運(yùn)動（譯者注：之前的旋轉(zhuǎn)是整個(gè)粒子系統(tǒng)的運(yùn)動）。我們來做個(gè)簡單的雨點(diǎn)效果，這包含一下幾步：
1.給每一個(gè)粒子賦一個(gè)初始為0的速度
2.在每一幀中，為每一個(gè)粒子賦一個(gè)隨機(jī)的重力加速度
3.在每一幀中，通過通過加速度更新速度，通過速度更新位置
4.當(dāng)一個(gè)粒子運(yùn)動出了視線，重新設(shè)置初始位置和速度
聽上去很多，其實(shí)代碼寫起來很少。首先，在創(chuàng)建粒子的過程中，我們?yōu)槊總€(gè)粒子增加一個(gè)水平速度：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
// 為每個(gè)粒子創(chuàng)建一個(gè)水平運(yùn)動速度 
particle.velocity = new THREE.Vector3( 
0, // x 
-Math.random(), // y: 隨機(jī)數(shù) 
0); // z 

接下來，在幀緩沖中我們傳遞每個(gè)粒子，并且，當(dāng)粒子離開屏幕底部需要重置時(shí)，重置其位置和速度。

復(fù)制代碼代碼如下:

 
// 幀循環(huán) 
function update() { 
// 增加旋轉(zhuǎn)量 
particleSystem.rotation.y += 0.01; 
var pCount = particleCount; 
while(pCount--) { 
// 獲取單個(gè)粒子 
var particle = particles.vertices[pCount]; 
// 檢查是否需要重置 
if(particle.position.y < -200) { 
particle.position.y = 200; 
particle.velocity.y = 0; 
} 
// 用隨機(jī)數(shù)更新水平速度分量，并根據(jù)速度更新位置 
particle.velocity.y -= Math.random() * .1; 
particle.position.addSelf( 
particle.velocity); 
} 
// 告訴粒子系統(tǒng)我們改變了粒子位置 
particleSystem.geometry.__dirtyVertices = true; 
// 畫 
renderer.render(scene, camera); 
// 設(shè)置下一次調(diào)用 
requestAnimFrame(update); 
} 

雖然不夠震撼，但這個(gè)粒子至少展示了如何做。你完全應(yīng)該自己創(chuàng)建一些美妙的粒子效果，然后讓我知道。
這里有個(gè)警告你應(yīng)該知道，在幀循環(huán)中，我越雷池了：我在一次循環(huán)中遍歷了所有粒子，這實(shí)際上是種很粗放的方式。如果你的幀循環(huán)中做了太多的工作（譯者注：注意幀循環(huán)的js代碼是在cpu中運(yùn)行的，它不像gpu，能一下子并發(fā)出成千上萬個(gè)簡單進(jìn)程），瀏覽器就會卡頓，事實(shí)上如果你用了requestAnimationFrame，它視圖每秒刷新60次。所以還是優(yōu)化你的代碼，在幀循環(huán)中做盡量少的事情。
4.小結(jié)
粒子效果太棒了，是個(gè)人都愛粒子效果，而現(xiàn)在你知道如何在Three.js中加入粒子效果了。我希望你能用得順手，就跟前面一樣！
同樣，這里有源碼下載，而且，讓我知道你喜歡它！

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