Home » html5 » 基于HT的CSG功能构建HTML5的3D书架

构造实体几何CSG全称Constructive solid geometry,是3D计算机图形学中构建模型的常用技术,可通过合并Union、相减Subtraction和相交Intersction的三种取集的逻辑运算,将立方体、圆柱体和棱柱等简单的基础模型,嵌套组合成更复杂三维模型。

CSG的算法这些年来已有各种语言平台版本实现,C++版主流的是 http://opencsg.org/ 已有众多基于该开源类库的应用案例,JavaScript语言较早版实现 http://evanw.github.io/csg.js/ 影响较广,很多其他js衍生版都是基于该版本进行改进完善,包括Java版的实现 https://github.com/miho/JCSG ,可参考基于JavaFX的3D打印IDE https://github.com/miho/JFXScad ,提起JavaFX视乎这些年完全消失在程序员视野毫无声息,但还是有一群拥护者持续在使用着如今地位有点尴尬的JavaFX。

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回到我们今天要搞的3D书架例子,我们将基于HT for Web的3D引擎来实现,HT已经内置了CSG功能的模型封装,我们通过构建CSGNode图元对象,该类型图元可对Host吸附的图元进行CSG技术的合集、并集和补集的三种操作,一般运用中裁剪的方式较为常用,因此CSGNode默认对Host图元的操作就是裁剪。

上图的例子效果可看出我们构建了一个DataModel数据模型,该模型绑定了一个TreeView树组件和两个Graph3dView的三维组件,上部分的Graph3dView组件添加了VisibleFunc的可见过滤器,隐藏了如下部分的Graph3dView中蓝色立方体图元,这些蓝色立方体图元就是CSGNode,其作用就是用来裁剪其吸附的书架Shelf对象,因此一般在3D编辑器状态下才需要出现,运行时科如上部分Graph3dView组件那样,通过添加可见过滤器将其隐藏,这样就实现了有凹槽可摆放书籍内容的3D书架效果,本例我们作为示例仅放了一本《CSS3  The Missing Manual》,这本书其实是由一个六面体,front面显示了书籍贴图,然后旋转一定角度进行摆放,btw《CSS3  The Missing Manual》第三版是本很不错的CSS书籍,强烈推荐!

Screen Shot 2014-12-25 at 12.22.57 AM

书架两边分别摆放了两个不同风格的小书台,通过上图我拖拽改变了蓝色CSGNode图元的位置,大家通过两张图的对比能更直观的体会到CSG的操作效果,玻璃门开关以及相册效果都是直接利用HT for Web的3D引擎提供的模型,通过设置透明度、相片贴图和旋转动画等呢只功能参数即可。

以下是该HT for Web的3D例子的所有JavaScript代码供参考:http://v.youku.com/v_show/id_XODU2MTQ4NjI4.html

ht.Default.setImage('ben12', {
	width: 100,
	height: 50,
	comps: [
		{
			type: 'image',
			name: 'ben1',
			rect: [0, 0, 50, 50]
		},
		{
			type: 'image',
			name: 'ben2',
			rect: [50, 0, 50, 50]
		}
	]                
});            

function init(){                                 
	dm = new ht.DataModel();                
	treeView = new ht.widget.TreeView(dm);                                                                                                 
	gv1 = new ht.graph3d.Graph3dView(dm);   
	gv2 = new ht.graph3d.Graph3dView(dm);   
	splitView = new ht.widget.SplitView(gv1, gv2, 'v', 0.6);   
	mainSplit = new ht.widget.SplitView(treeView, splitView, 'h', 0.27);   

	view = mainSplit.getView();  
	view.className = 'main';
	document.body.appendChild(view);    
	window.addEventListener('resize', function (e) {
		mainSplit.invalidate();
	}, false);                         

	gv1.setMoveStep(30);
	gv1.setGridVisible(true); 
	gv1.setEye(0, 100, 1000);
	gv1.setCenter(0, 200, 0);
	gv1.pan(0, 100, true);
	gv1.getLabel = function(){
		return null;
	};
	gv1.getBrightness = function(data){
		return null;
	};
	gv1.setVisibleFunc(function(data){
		if(data.showMe){
			return true;
		}
		if(data instanceof ht.CSGNode && data.getHost()){
			return false;
		}
		return true;
	});

	gv2.setMoveStep(30);
	gv2.setEditable(true);
	gv2.setGridVisible(true); 
	gv2.setEditable(true);
	gv2.pan(0, 200, true);
	gv2.getLabel = function(){
		return null;
	};                

	initShelf1();                       
	initShelf2();                       
	initShelf3();                       

	treeView.expandAll();

	var angle = 0;
	setInterval(function(){
		angle += Math.PI/40;
		earth.r3(0, angle, 0);
		photos.s('dw.angle', angle);
	}, 50);                 
}            

function initShelf1(){
	var shelf = new ht.CSGNode();
	shelf.s3(500, 400, 120);
	shelf.p3(0, 200, 0);
	shelf.setName('shelf1');
	shelf.s({
		'all.color': '#E5BB77'
	});
	dm.add(shelf);

	for(var i=0; i<2; i++){
		for(var j=0; j<5; j++){
			var clipNode = new ht.CSGNode();
			clipNode.setHost(shelf);
			clipNode.s3(80, 100, 120);
			clipNode.p3(-200+j*100, 340-i*120, 20);
			clipNode.setName('substract-'+i+'-'+j);
			clipNode.s('batch', 'tt');
			clipNode.setParent(shelf);
			dm.add(clipNode);
		}
	}

	var leftNode = new ht.CSGNode();
	leftNode.setHost(shelf);
	leftNode.s3(23, 380, 100);
	leftNode.p3(-255, 200, 0);
	leftNode.setName('substract left');
	leftNode.setParent(shelf);
	dm.add(leftNode);

	var rightNode = new ht.CSGNode();
	rightNode.setHost(shelf);
	rightNode.s3(23, 380, 100);
	rightNode.p3(255, 200, 0);
	rightNode.setName('substract right');
	rightNode.setParent(shelf);
	dm.add(rightNode);

	var bottomNode = new ht.CSGNode();
	bottomNode.setHost(shelf);
	bottomNode.s3(480, 140, 140);
	bottomNode.p3(0, 80, 0);
	bottomNode.setName('substract bottom');
	bottomNode.setParent(shelf);
	dm.add(bottomNode);  

	var topNode = new ht.CSGNode();
	topNode.setHost(shelf);
	topNode.s3(480, 10, 100);
	topNode.p3(0, 400, 0);
	topNode.setName('union top');
	topNode.s('attach.operation', 'union');
	topNode.setParent(shelf);
	dm.add(topNode);  

	var book = new ht.Node();
	book.setName('CSS3: The Missing Manual');
	book.s3(60, 80, 8);
	book.p3(-100, 210, 20);
	book.r3(-Math.PI/6, Math.PI/5, 0);
	book.setIcon('book');
	book.s({
		'front.image': 'book',
		'back.color': 'white',
		'left.color': 'white',
		'all.color': 'gray'
	});
	book.setHost(shelf);
	book.setParent(shelf);
	dm.add(book);                                

}

function initShelf2(){                
	var shelf = new ht.CSGNode();
	shelf.s3(120, 240, 120);
	shelf.p3(0, 120, 0);
	shelf.setName('shelf2');
	shelf.s({
		'all.color': '#805642',
		'csg.color': 'yellow',
		'csg.reverse.flip': true
	});
	dm.add(shelf);

	var clipNode = new ht.CSGNode();
	clipNode.setName('shelf2-substract-up');
	clipNode.s3(100, 100, 130);
	clipNode.p3(0, 180, 0);
	clipNode.setHost(shelf);
	clipNode.s('attach.cull', true);
	clipNode.setParent(shelf);
	dm.add(clipNode);

	clipNode = new ht.CSGBox();
	clipNode.setName('CSGBox-Expand-Left');
	clipNode.s3(100, 100, 120);
	clipNode.p3(0, 65, 0.1);
	clipNode.setHost(shelf);
	clipNode.showMe = true;
	clipNode.s({
		'all.visible': false,
		'front.visible': true,
		'front.toggleable': true,                    
		'front.reverse.flip': true,
		'front.transparent': true,
		'front.end': Math.PI * 0.7,
		'front.color': 'rgba(0, 50, 50, 0.7)'
	});
	clipNode.setParent(shelf);
	clipNode.setFaceExpanded('front', true, true);
	dm.add(clipNode);                

	earth = new ht.Node();
	earth.setName('earth');
	earth.setIcon('earth');
	earth.s3(70, 70, 70);
	earth.p3(0, 50, 0);
	earth.s({
		'shape3d': 'sphere',
		'shape3d.image': 'earth'
	});
	earth.setHost(shelf);  
	earth.setParent(shelf);
	dm.add(earth);

	shelf.t3(-360, 0, 50);
	shelf.r3(0, Math.PI/7, 0);                               
}            

function initShelf3(){                
	var shelf = new ht.CSGNode();
	shelf.s3(120, 240, 120);
	shelf.p3(0, 120, 0);
	shelf.setName('shelf3');
	shelf.setIcon('ben');
	shelf.s({
		'all.image': 'brick',
		'all.uv.scale': [2, 4],
		'top.uv.scale': [2, 2],
		'bottom.uv.scale': [2, 2],                                                             
		'csg.image': 'ben',
		'csg.blend': 'yellow'
	});
	dm.add(shelf);

	photos = new ht.DoorWindow();
	photos.setName('DoorWindow-Photos');
	photos.setIcon('ben12');
	photos.s3(110, 100, 130);
	photos.p3(5, 180, 0);                
	photos.setHost(shelf);  
	photos.showMe = true;
	photos.s({                    
		'bottom.uv': [1,1, 1,0, 0,0, 0,1],
		'bottom.uv.scale': [1, 1],
		'left.uv.scale': [3, 3],
		'top.uv.scale': [2, 2],
		'dw.s3': [0.8, 0.9, 0.05],
		'dw.t3': [0, -5, 0],
		'dw.axis': 'v',
		'dw.toggleable': false,
		'front.image': 'ben1',
		'back.image': 'ben2',
		'all.color': '#F8CE8B'
	});
	photos.setParent(shelf);
	dm.add(photos);

	var clipNode = new ht.CSGBox();
	clipNode.setName('CSGBox-Expand-Top');
	clipNode.s3(100, 100, 120);
	clipNode.p3(0, 65, 0.1);
	clipNode.setHost(shelf);
	clipNode.showMe = true;
	clipNode.s({                    
		'all.visible': false,
		'front.visible': true,
		'front.color': 'red',
		'front.transparent': true,
		'front.opacity': 0.7,                    
		'front.reverse.flip': true,
		'front.toggleable': true,                                        
		'front.axis': 'top',
		'front.end': Math.PI * 0.4
	});
	clipNode.setParent(shelf);
	clipNode.setFaceExpanded('front', true, true);
	dm.add(clipNode);                

	shelf.t3(360, 0, 50);
	shelf.r3(0, -Math.PI/7, 0);

}