Three.js源码阅读笔记-5

Core::Ray

该类用来表示空间中的“射线”，主要用来进行碰撞检测。

THREE.Ray = function ( origin, direction ) {
    this.origin = ( origin !== undefined ) ? origin : new THREE.Vector3();
    this.direction = ( direction !== undefined ) ? direction : new THREE.Vector3();
};

Ray类的构造函数颇为简单，只有两个参数origin和direction，顾名思义，也就是端点和方向。

Ray类的主要作用是进行碰撞检测。

THREE.Ray.prototype = {

    constructor: THREE.Ray,
    set: function ( origin, direction ) {...},
    copy: function ( ray ) {...},

    at: function( t, optionalTarget ) {
        var result = optionalTarget || new THREE.Vector3();
        return result.copy( this.direction ).multiplyScalar( t ).add( this.origin );
    },

    recast: function ( t ) {
        this.origin.copy( this.at( t, THREE.Ray.__v1 ) );
        return this;
    },

    closestPointToPoint: function ( point, optionalTarget ) {
        var result = optionalTarget || new THREE.Vector3();
        result.subVectors( point, this.origin );
        var directionDistance = result.dot( this.direction );
        return result.copy( this.direction ).multiplyScalar( directionDistance ).add( this.origin );
    },

    distanceToPoint: function ( point ) {
        var directionDistance = THREE.Ray.__v1.subVectors( point, this.origin ).dot( this.direction );
        THREE.Ray.__v1.copy( this.direction ).multiplyScalar( directionDistance ).add( this.origin );
        return THREE.Ray.__v1.distanceTo( point );
    },

    isIntersectionSphere: function( sphere ) {
        return ( this.distanceToPoint( sphere.center ) <= sphere.radius );
    },

    isIntersectionPlane: function ( plane ) {
        // check if the line and plane are non-perpendicular, if they
        // eventually they will intersect.
        var denominator = plane.normal.dot( this.direction );
        if ( denominator != 0 ) {
            return true;
        }
        // line is coplanar, return origin
        if( plane.distanceToPoint( this.origin ) == 0 ) {
            return true;
        }
        return false;
    },

    distanceToPlane: function ( plane ) {
        var denominator = plane.normal.dot( this.direction );
        if ( denominator == 0 ) {
            // line is coplanar, return origin
            if( plane.distanceToPoint( this.origin ) == 0 ) {
                return 0;
            }
            // Unsure if this is the correct method to handle this case.
            return undefined;
        }
        var t = - ( this.origin.dot( plane.normal ) + plane.constant ) / denominator;
        return t;
    },

    intersectPlane: function ( plane, optionalTarget ) {
        var t = this.distanceToPlane( plane );
        if( t === undefined ) {
            return undefined;
        }
        return this.at( t, optionalTarget );
    },

    transform: function ( matrix4 ) {...},
    equals: function ( ray ) {...},
    clone: function () {...}
};

 Ray类有这样一些方法：

• at(t, optionalTarget)：返回射线上与射线端点距离为t的点。如果传入了optionalTarget参数，那么就将该对象设置为返回的点（下同）。
• closestPointToPoint: function ( point, optionalTarget )：传入一个点，返回由该点向射线引垂线得到的垂足。
• distanceToPoint: function ( point )：传入一个点，返回该点到射线的距离。
• distanceToPlane: function( plane )：传入一个平面，返回该平面到与射线的距离（如果射线与平面不平行，那么距离就为0）。
• isIntersectionSphere:function( sphere )：判断射线是否与一个球体有交点，传入的参数sphere需要有radius和center属性（比如，传入sphereGeometry就是没用的）。
• isIntersectionPlane:function( plane )：判断射线是否与一个平面有交点，传入的参数plane需要有normal属性。
• recast(t)：将Three.Ray.__v1（这个变量）设置为调用者的at(t)位置。（Three.Ray.__v1和Three.Ray.__v2是定义在Three.Ray而不是其peototype上的临时变量，类似于C++中的静态变量）。

Material::MeshBasicMaterial

之前我们分析过Material类和LineBasicMaterial类，现在我们来看剩下的几个材质类。MeshBasicMaterial是一种“光照无关”的材质，也就是说，在没有光照的情况下，材质依然能够要显示出来。

THREE.MeshBasicMaterial = function ( parameters ) {

    THREE.Material.call( this );
    this.color = new THREE.Color( 0xffffff ); // emissive

    this.map = null;
    this.lightMap = null;
    this.specularMap = null;
    this.envMap = null;

    this.combine = THREE.MultiplyOperation;
    this.reflectivity = 1;
    this.refractionRatio = 0.98;

    this.fog = true;
    this.shading = THREE.SmoothShading;
    this.wireframe = false;
    this.wireframeLinewidth = 1;
    this.wireframeLinecap = 'round';
    this.wireframeLinejoin = 'round';
    this.vertexColors = THREE.NoColors;

    this.skinning = false;
    this.morphTargets = false;
    this.setValues( parameters );
};

MeshBasicMaterial包括这样一些属性：

• color：颜色，十六进制整数，如果设定了color属性，整个材质将全部使用这种颜色。
• map：映射，可以指向Three.Texture的实例对象。实际上，纹理就是一种映射，从一个[0,1][0,1]范围的二维坐标到颜色值的映射，过程就是从纹理图片的响应位置上取颜色。当然也有不依赖于图片的纹理，比如一些简单的三角函数的组合，将而为坐标转化为颜色，也能够成为纹理。这种纹理可以在表面上绘制复杂的图案。
• lightMap，envMap，specularMap：字面的意思是光照映射，光谱映射等，可能用来服务于Three中的某些类型的着色器。
• wireframe：如果设定为true，那么整个几何形状就显示为网格状的（即只显示边，不显示面）。
• wireframeLinecap，wireframeLinewidth，wireframeLinejoin：采用wireframe模式时，控制网格的线段端点，线段宽度，线段交点等。
• fog：显示材质的颜色是否会被全局的fog设定影响。
• vertexColors：数组，每个元素都是一个Three.Color变量。如果设定了这个变量，那么这个数组的前3个或4个元素（视面的类型），就是面的端点的颜色。而在默认的片元着色器中，面上的颜色是由端点颜色内插而来的。
• morphTarget：如果设置为true，那么就可以使用morphTarget模式（一种利用着色器来计算顶点位置的方法，可以高效地产生类似于windows98形变屏保模式的方法，在我的前面一片demo源码阅读笔记中有详细叙述）。
• MeshBasicMaterial本身只有一个clone方法（该方法调用Material的clone方法），其他方法都是继承自Material方法。

Material::MeshLambertMaterial

MeshLambertMaterial是一种朗伯面材质。朗伯面就是各向反射同性面，任何角度的光线照射上去，反射的亮度和反射角度无关。以下摘录了除掉与MeshBasicMaterial重复的属性剩下的若干个属性。

THREE.MeshLambertMaterial = function ( parameters ) {
    THREE.Material.call( this );
    this.color = new THREE.Color( 0xffffff ); // diffuse
    this.ambient = new THREE.Color( 0xffffff );
    this.emissive = new THREE.Color( 0x000000 );

    this.wrapAround = false;
    this.wrapRGB = new THREE.Vector3( 1, 1, 1 );

    this.combine = THREE.MultiplyOperation;
    this.reflectivity = 1;
    this.refractionRatio = 0.98;
    ...

    this.setValues( parameters );
};

 除了MeshBasicMaterial中的color，vertexColors等属性，MeshLambertMaterial类还具有几个跟光照相关的属性：

• color：主颜色，当然如果设置了采用映射或者为每个端点赋值颜色，就没有用了。
• ambient：环境色，默认为白色，如果改变的话，会整体影响材质看上去的的颜色。
• emissive：发射光的颜色，默认为黑色，即其中与MeshBasicMaterial原理类似的部分。默认情况下，如果没有光照，而且render的clearColor设置为黑色（考虑光照，这是通常的情况）的话，一个使用MeshLambertMaterial的物体时看不到的，但是如果这里改成其他颜色，应当就能看到。
• combine：光照与颜色混合的方式，默认为乘法。
• reflectivity：反射率，默认为1，即全部反射。
• refractionRatio：折射率（即穿透物体一个单位长度后衰减的比率），可能用于透明物体。 

Material::MeshPhongMaterial 

MeshPhongMaterial，旁氏反射面，表示有光泽的物体，在极端情况下就是镜面。

THREE.MeshPhongMaterial = function ( parameters ) {

    THREE.Material.call( this );

    this.color = new THREE.Color( 0xffffff ); // diffuse
    this.ambient = new THREE.Color( 0xffffff );
    this.emissive = new THREE.Color( 0x000000 );
    this.specular = new THREE.Color( 0x111111 );
    this.shininess = 30;

    this.metal = false;
    this.perPixel = true;

this.bumpMap = null;
    this.bumpScale = 1;

    this.normalMap = null;
    this.normalScale = new THREE.Vector2( 1, 1 );

    ...this.setValues( parameters );
};

 暂时还没大弄明白。

Material::MeshFaceMaterial

允许为某个geometry的每个面单独指定材质，通常用于从三维模型中读取数据，然后构造mesh。

THREE.MeshFaceMaterial = function ( materials ) {

    this.materials = materials instanceof Array ? materials : [];

};

 只需要传入一个数组作为参数，其materials数组的每一个元素都是某种MeshXXXXMaterial，然后再geometry中创建表面时，为face指定materialIndex即可。