3D模型由顶点(vertex)组成,顶点之间连成三角形或四边形(在一个平面上),多个三角形或者四边形就能够组成复杂的立体模型.
一、模型在three.js的表示
模型是由面组成,面分为三角形和四边形面。三角形和四边形面组成了网格模型。在Three.js中用THREE.Mesh来表示网格模型。THREE.Mesh可以和THREE.Line相提并论,区别是THREE.Line表示的是线条。THREE.Mesh表示面的集合。
THREE.Mesh的构造函数是:
THREE.Mesh = function ( geometry, material )
其中第一个参数geometry:是一个THREE.Geometry类型的对象,他是一个包含顶点和顶点之间连接关系的对象。
第二个参数Material:就是定义的材质。有了材质就能够让模型更好看,材质会影响光照、纹理对Mesh的作用效果。
二、模型的加载
three.js加载一个简单模型的过程如图所示:
1、服务器上的模型文件大多是存储的模型的顶点信息,这些信息可以以文本的方式存储的(并不一定需要用文本的方式存储)。Three.js支持很多种3D模型格式,例如ply,stl,obj,vtk等等。随着three.js的升级,会支持越来越多的文件格式,到目前为止,three.js已经能够支持市面上大多数3D模型格式了。
同时需要重点说明的是,如果认真理解完three.js对模型的加载、解析方法,那么写一种自己的3D文件解析器是非常便利的。
2、第二步是浏览器下载文本文件,这是一件很普通的事情,只需要使用javascript的异步请求就可以实现了。
3、Javascript解析文本文件并生成一个geometry,最终生成Mesh,也是一件简单的事情。我们会在后面介绍这个过程。
4、当产生Mesh后,将其加入到场景中,那就非常简单了。
整个模型的加载思路就是这样。
三、VTK文件格式
# 这里表示使用的是vtk的3.0版本。虽然4.0版本已经出来了,不过目前广泛使用的仍然是3.0
# vtk DataFile Version 3.0
# 这一行是输出vtk文件的软件写的文字,无论什么都可以。
vtk output
# ASCII,表示这份vtk使用的标准ASCII码字符集
ASCII
# “DATASET POLYDATA”表示多边形面集,面是由一个个点组成的
DATASET POLYDATA
# 这里表示这个模型由35947个点组成,每个坐标的分量是一个浮点型
POINTS 35947 float
# 下面是35947个点的数据
-0.0378297 0.12794 0.00447467 -0.0447794 0.128887 0.00190497 -0.0680095 0.151244 0.0371953
-0.00228741 0.13015 0.0232201 -0.0226054 0.126675 0.00715587 -0.0251078 0.125921 0.00624226
-0.0371209 0.127449 0.0017956 0.033213 0.112692 0.0276861 0.0380425 0.109755 0.0161689
-0.0255083 0.112568 0.0366767 -0.0245306 0.112636 0.0373469 0.0274031 0.12156 0.0212208
-0.0628961 0.158419 -0.0175871 0.0400813 0.104202 0.0221684 0.0451532 0.0931968 0.0111604
..........................................
..........................................
POLYGONS 69451 277804
3 21216 21215 20399
3 9186 9280 14838
3 16020 13433 5187
3 16021 16020 5187
3 20919 20920 21003
3 23418 15239 23127
3 30553 27378 30502
..................
....................
CELL_DATA 69451
POINT_DATA 35947
Vtk模型是一种以文本方式表示的3D模型文件,其能够表示点面信息,而且能够以人类易读易懂的方式以文本的形式存储下来。在科学研究中,这种文件格式使用得非常多,我们这里详细的讲解一下,这种文件格式。
- # vtk DataFile Version 3.0表示这个vtk文件的版本是3.0。最新版本是4.0,不过改变不大。
- vtk output表示该文件是名字,一般写成vtk output就可以了,基本上,你没有必要去改变它。
- ASCII表示该文件的格式,是ascii版本,该位置也可以写binary,那么这个文件就是二进制格式的了。
- DATASET POLYDATA中的DATASET是关键字表示数据集的意思,POLYDATA表示数据的类型,可以取STRUCTED_POINTS、STRUCTURED_GRID、UNSTRUCTURED_GRID、POLYDATA、FIELD等。这里取的是POLYDATA,表示三角形或者四边形数据。
- POINTS 35947 float 表示这个模型由35947个点组成,每个点的分量,其数据类型是浮点型。这一行后面就是35947*3个float型数字了。每三个数字表示一个点。
- POLYGONS 69451 277804,POLYGONS是关键字,69451表示模型有69451个多边形组成,后面行的3 21216 21215 20399中的3表示每个多边形由三个顶点组成,如果等于4,那么每个多边形有4个顶点组成。277804表示整个POLYGONS占据的数组的长度,长度计算公式是69451*4 = 277804,乘数4是3 21216 21215 20399这组元素的长度(一共有4个元素),也就每一行元素的个数,这主要是用来计算存储空间的。
- 接下来后面是69451行数据,每一行是一个多边形面。每个面由3个顶点组成,如3 21216 21215 20399这一行,后面的21216 21215 20399这三个数字,表示在上面的POINTS 35947 float段的顶点索引。
- CELL_DATA 69451 表示面的个数,和上面定义的面数目必须一致。
- POINT_DATA 35947表示点的个数,和“POINTS 35947 float”定义的也必须相同。