如何在 three.js 中绕轴旋转 3D 对象?

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three.js 是一个基于 WebGL 技术的 JavaScript 库,它可以方便地创建和渲染 3D 场景。在 three.js 中,我们可以通过操作对象的属性来实现对 3D 对象的旋转、平移等变换。

本文将介绍如何在 three.js 中绕轴旋转 3D 对象,并提供示例代码和相关指导。具体来说,我们将讨论以下几个方面:

  1. 使用 Euler 角度进行旋转
  2. 使用四元数进行旋转
  3. 绕不同轴旋转

使用 Euler 角度进行旋转

在 three.js 中,我们可以使用 Object3D 类的 rotation 属性来控制对象的旋转。其中,rotation 属性是一个 Euler 对象,包含了三个角度分量:xyz 分别表示绕 X、Y、Z 轴的旋转角度。

要绕特定轴进行旋转,我们只需要修改对应的角度分量即可。例如,要绕 Y 轴旋转 45 度,可以这样写:

需要注意的是,Euler 角度存在万向锁问题,可能会导致旋转出现奇怪的效果。因此,如果需要连续进行多次旋转,建议使用四元数进行计算。

使用四元数进行旋转

四元数是一种复数的扩展,可以用来表示三维空间中的旋转。在 three.js 中,我们可以使用 Quaternion 类来进行四元数运算。

四元数旋转的优点是不会有万向锁问题,并且可以方便地进行连续旋转和插值。具体来说,我们可以通过以下方式进行四元数旋转:

其中,axis 表示旋转轴,angle 表示旋转角度,quaternion 表示由轴和角度计算得到的四元数。最后,我们将对象的 quaternion 属性与计算得到的四元数相乘,即可实现绕轴旋转的效果。

绕不同轴旋转

除了绕 X、Y、Z 轴旋转外,我们还可以绕任意轴进行旋转。具体来说,我们需要先将旋转轴转换为对象坐标系中的向量,然后再进行四元数旋转。例如,要绕 (1, 1, 1) 方向上的向量进行旋转,可以这样写:

其中,normalize() 函数用于将向量归一化,保证旋转轴为单位向量。然后,我们按照之前的方法计算四元数并进行相乘即可。

示例代码

下面是一个完整的示例代码,它会创建一个立方体,并通过鼠标拖动实现绕 Y 轴旋转的效果。你可以根据需要修改代码中的参数和函数,以实现更多种类的旋转效果。

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