使用投影将 Three.js 中的世界坐标转换为屏幕坐标

在 Three.js 中,我们通常使用三维场景和物体来创建 3D 图形。但是,有时我们需要将一个物体的三维位置转换为它在屏幕上的位置。这个过程涉及到将世界坐标系的点转换为屏幕坐标系的点,也被称为从“三维世界”到“二维屏幕”的投影过程。

投影简介

在计算机图形学中,投影是将三维空间中的点映射到二维平面上的一种技术。Three.js 提供了多种不同类型的投影方法,包括正交投影(Orthographic),透视投影(Perspective)等。在本文中,我们将探讨如何使用 Three.js 的透视投影来将世界坐标转换为屏幕坐标。

透视投影的原理

透视投影是一种将远处的物体看起来比近处的物体更小的投影方式。在 Three.js 中,透视投影可以通过 PerspectiveCamera 类实现。透视投影会将物体的位置,方向和角度转换为摄像机视锥体内的坐标,并将其映射到屏幕坐标系上。

将世界坐标转换为屏幕坐标

要将 Three.js 中的世界坐标转换为屏幕坐标,我们需要进行以下步骤:

  1. 创建一个透视投影摄像机。例如:const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);
  2. 计算相机的位置和朝向(也就是“眼睛”位置)。例如:camera.position.set(0, 0, 5);
  3. 将世界坐标转换为相机坐标系中的坐标。例如:const vector = new THREE.Vector3(x, y, z); camera.worldToLocal(vector);
  4. 在计算出相机坐标系中的坐标后,使用 Three.js 提供的 project() 方法将其映射到屏幕坐标系上。例如:vector.project(camera);
  5. 最后,通过将屏幕坐标系中的值从 [-1, 1] 转换到屏幕像素坐标中的值,即可得到最终的屏幕坐标点。

下面是一个完整的示例代码,演示了如何将 Three.js 中的世界坐标转换为屏幕坐标:

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