随着网络技术的不断进步，我们的生活已经离不开网络。而在互联网世界中，交互性是非常重要的。three.js是一种用来创建交互式3D图形的JavaScript库，它可以帮助我们在浏览器中实现动态的、高质量的3D场景。这篇文章将介绍完整的three.js教程，带你从入门到精通。

1. 什么是three.js?

three.js是一种开源的JavaScript库，其目的是用WebGL来创建3D图形。WebGL是一种在浏览器中实现硬件加速的图形API。它允许在网页上创建快速、流畅的3D场景。而three.js则是一种用来简化WebGL开发的工具。

2. 安装three.js

使用three.js前，你需要先下载它。你可以从官方网站http://threejs.org/下载源代码，或者使用CDN。如果你想下载源代码，可以在GitHub上找到它。下载完成后，你需要将其解压缩。接下来，你需要在你的项目中包含three.js的JavaScript文件：

```

```

注意：你需要把"path/to/"替换成路径。

3. 示例：创建一个场景

下面是一个最基础的three.js例子：

```

```

这个例子创建了一个场景，其中包含一个方形立方体。我们使用THREE.BoxGeometry定义了立方体的几何形状，并使用THREE.MeshBasicMaterial定义了立方体的材质。THREE.Mesh用这个几何形状和材质来创建我们的立方体并将它添加到场景中。然后我们定义了一个摄像机，并把它放在适中的位置。最后，我们在 animate() 函数中呼叫 renderer.render() 函数来更新场景。

4. 坐标系

在three.js中，Z轴朝屏幕外。只要你知道了这一点，你就可以绘制出任何你想要的东西。下面是三个基本的坐标系：

坐标系变换

three.js可以使用下列矩阵对坐标系进行变换：

```

( sx 0 0 0 ) ( cos -sin 0 0 ) ( 1 0 0 0 )

( 0 sy 0 0 ) * ( sin cos 0 0 ) * ( 0 1 0 0 )

( 0 0 sz 0 ) ( 0 0 1 0 ) ( 0 0 1 0 )

( tx ty tz 1 ) ( 0 0 0 1 ) ( 0 0 0 1 )

```

矩阵的第一行控制着X轴的缩放、旋转以及平移。第二行控制着Y轴，第三行则控制着Z轴。最后一行则控制着平移。

5. 几何形状

在three.js中，我们可以使用不同的几何形状来创建物体。这里列出了一些：

1. THREE.BoxGeometry(width, height, depth);

2. THREE.CircleGeometry(radius, segments);

3. THREE.ConeGeometry(radius, height, segments);

4. THREE.SphereGeometry(radius, widthSegments, heightSegments);

5. THREE.TorusGeometry(radius, tube, radialSegments, tubularSegments);

例如：

```

var geometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);

```

6. 材质

在three.js中，有很多可用的材质选项。下面列出了一些常用的：

1. THREE.MeshBasicMaterial: 基本材质，不受光照影响。

2. THREE.MeshLambertMaterial: 用于漫反射表面的材质。

3. THREE.MeshPhongMaterial: 高光表面反射材质。

例如：

```

var material = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0x00ff00 });

```

7. 灯光

灯光是three.js中非常重要的组成部分，因为它们控制着场景中物体的外观。three.js支持三种类型的灯光：

1. THREE.AmbientLight: 环境光，这种光源没有明确定义的位置，而是将整个场景照亮。

2. THREE.PointLight: 点光源，这种光源是从一个点向四周散发光线的。

3. THREE.DirectionalLight: 方向光，这种光源是从一个方向投射出来的。

例如：

```

var light = new THREE.PointLight(0xffffff, 1, 100);

light.position.set(0, 0, 5);

scene.add(light);

```

8. 动画

在three.js中创建动画非常简单。你只需要在你的场景中定义一个 animate() 函数，然后在这个函数中使用 requestAnimationFrame() 方法来呼叫自己。然后，你在这个函数中可以更新物体的位置、旋转等属性，并呼叫 renderer.render() 来重新渲染场景。

例如：

```

function animate() {

requestAnimationFrame( animate );

cube.rotation.x += 0.01;

cube.rotation.y += 0.01;

renderer.render( scene, camera );

}

animate();

```

上面的代码会让立方体绕X轴和Y轴旋转。

9. 相机

相机是一个非常重要的概念，因为它控制了我们看到场景的方式。在three.js中，我们有两种相机可供选择：透视相机(PerspectiveCamera)和正交相机(OrthographicCamera)。

透视相机通过用透视变换将所有的物体投到一个平面上来模拟真实的3D场景。正交相机则是把物体完全展开，看起来很像2D。

例如：

```

var camera = new THREE.PerspectiveCamera( 75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000 );

```

10. 结束语

完成了这个教程之后，你应该已经掌握了three.js的基本知识，从而可以开始创建自己的三维场景了。然而，要想真正精通three.js，需要花费很多时间和精力。在这个过程中，不断的实践和尝试才是最好的学习方法。祝你好运！