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HTML5中怎么通过绘制点线面组成一个3D图形

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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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  1. var Vector = function(x,y,z){   

  2.             this.x = x;   

  3.             this.y = y;   

  4.             this.z = z;   

  5.             this._get2d = function(){   

  6.                 var scale = fallLength/(fallLength+this.z);   

  7.                 var x = centerX + this.x*scale;   

  8.                 var y = centerY + this.y*scale;   

  9.                 return {x:x , y:y};   

  10.             }   

  11.         }  


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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  1. var Face = function(vector1,vector2,vector3,vector4,color){   

  2.             this.v1 = vector1;   

  3.             this.v2 = vector2;   

  4.             this.v3 = vector3;   

  5.             this.v4 = vector4;   

  6.             this.color = color;   

  7.             this.zIndex = (this.v1.z + this.v2.z + this.v3.z + this.v4.z)/4;   

  8.             this.draw = function(){   

  9.                 ctx.save();   

  10.                 ctx.beginPath();   

  11.                 ctx.moveTo(this.v1._get2d().x , this.v1._get2d().y);   

  12.                 ctx.lineTo(this.v2._get2d().x , this.v2._get2d().y);   

  13.                 ctx.lineTo(this.v3._get2d().x , this.v3._get2d().y);   

  14.                 ctx.lineTo(this.v4._get2d().x , this.v4._get2d().y);   

  15.                 ctx.closePath();   

  16.                 // ctx.fillStyle = "rgba("+parseInt(Math.random()*255)+","+parseInt(Math.random()*255)+","+parseInt(Math.random()*255)+",0.2)";   

  17.                 ctx.fillStyle = this.color;   

  18.                 ctx.fill();   

  19.             }   

  20.         }  


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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  1. var Cube = function(length){   

  2.             this.length = length;   

  3.             this.faces = [];   

  4.             this.vectors = [];   

  5.         }   

  6.         Cube.prototype = {   

  7.             _initVector:function(){   

  8.                 this.vectors[0] = new Vector(-this.length/2 , -this.length/2 , this.length/2);   

  9.                 this.vectors[1] = new Vector(-this.length/2 , this.length/2 , this.length/2);    

  10.                 this.vectors[2] = new Vector(this.length/2 , -this.length/2 , this.length/2);    

  11.                 this.vectors[3] = new Vector(this.length/2 , this.length/2 , this.length/2);    

  12.                 this.vectors[4] = new Vector(this.length/2 , -this.length/2 , -this.length/2);   

  13.                 this.vectors[5] = new Vector(this.length/2 , this.length/2 , -this.length/2);   

  14.                 this.vectors[6] = new Vector(-this.length/2 , -this.length/2 , -this.length/2);   

  15.                 this.vectors[7] = new Vector(-this.length/2 , this.length/2 , -this.length/2);   

  16.             },   

  17.             _draw:function(){   

  18.                 this.faces[0] = new Face(this.vectors[0] , this.vectors[1] , this.vectors[3] , this.vectors[2] , "#6c6");   

  19.                 this.faces[1] = new Face(this.vectors[2] , this.vectors[3] , this.vectors[5] , this.vectors[4] , "#6cc");   

  20.                 this.faces[2] = new Face(this.vectors[4] , this.vectors[5] , this.vectors[7] , this.vectors[6] , "#cc6");   

  21.                 this.faces[3] = new Face(this.vectors[6] , this.vectors[7] , this.vectors[1] , this.vectors[0] , "#c6c");   

  22.                 this.faces[4] = new Face(this.vectors[1] , this.vectors[3] , this.vectors[5] , this.vectors[7] , "#666");   

  23.                 this.faces[5] = new Face(this.vectors[0] , this.vectors[2] , this.vectors[4] , this.vectors[6] , "#ccc");   

  24.   

  25.                 this.faces.sort(function(a , b){   

  26.                     return b.zIndex - a.zIndex;   

  27.                 });   

  28.                 this.faces.foreach(function(){   

  29.                     this.draw();   

  30.                 })   

  31.             }   

  32.         }  


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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  1. if("addEventListener" in window){   

  2.             window.addEventListener("mousemove" , function(event){   

  3.                 var x = event.clientX - canvas.offsetLeft - centerX;   

  4.                 var y = event.clientY - canvas.offsetTop - centerY;   

  5.                 angleY = x*0.0001;   

  6.                 angleX = y*0.0001;   

  7.             });   

  8.         }   

  9.         else {   

  10.             window.attachEvent("onmousemove" , function(event){   

  11.                 var x = event.clientX - canvas.offsetLeft - centerX;   

  12.                 var y = event.clientY - canvas.offsetTop - centerY;   

  13.                 angleY = x*0.0001;   

  14.                 angleX = y*0.0001;   

  15.             });   

  16.         }   

  17.            

  18.   

  19.         function rotateX(vectors){   

  20.             var cos = Math.cos(angleX);   

  21.             var sin = Math.sin(angleX);   

  22.             vectors.foreach(function(){   

  23.                 var y1 = this.y * cos - this.z * sin;   

  24.                 var z1 = this.z * cos + this.y * sin;   

  25.                 this.y = y1;   

  26.                 this.z = z1;   

  27.             });   

  28.         }   

  29.   

  30.         function rotateY(vectors){   

  31.             var cos = Math.cos(angleY);   

  32.             var sin = Math.sin(angleY);   

  33.             vectors.foreach(function(){   

  34.                 var x1 = this.x * cos - this.z * sin;   

  35.                 var z1 = this.z * cos + this.x * sin;   

  36.                 this.x = x1;   

  37.                 this.z = z1;   

  38.             })   

  39.         }   

  40.   

  41.            

  42.   

  43.         cube = new Cube(80);   

  44.         cube._initVector();   

  45.         function initAnimate(){   

  46.             cube._draw();   

  47.   

  48.             animate();   

  49.         }   

  50.   

  51.         function animate(){   

  52.             ctx.clearRect(0,0,canvas.width,canvas.height)   

  53.                

  54.             rotateY(cube.vectors);   

  55.             rotateX(cube.vectors);   

  56.             cube._draw();   

  57.             if("requestAnimationFrame" in window){   

  58.                 requestAnimationFrame(animate);   

  59.             }   

  60.             else if("webkitRequestAnimationFrame" in window){   

  61.                 webkitRequestAnimationFrame(animate);   

  62.             }   

  63.             else if("msRequestAnimationFrame" in window){   

  64.                 msRequestAnimationFrame(animate);   

  65.             }   

  66.             else if("mozRequestAnimationFrame" in window){   

  67.                 mozRequestAnimationFrame(animate);   

  68.             }   

  69.             else {   

  70.                 setTimeout(animate , 16);   

  71.             }   

  72.         }   

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