怎么用HTML5绘制点线面组成的3D图形

本篇内容主要讲解“怎么用HTML5绘制点线面组成的3D图形”，感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷，实用性强。下面就让小编来带大家学习“怎么用HTML5绘制点线面组成的3D图形”吧!

　　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。

2015512164340019.png (484×463)

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）

到此，相信大家对“怎么用HTML5绘制点线面组成的3D图形”有了更深的了解，不妨来实际操作一番吧！这里是亿速云网站，更多相关内容可以进入相关频道进行查询，关注我们，继续学习！