在三维图形学中,法线向量(Normals)是描述表面朝向的关键概念。在计算机图形学的应用中,经常需要对三维模型进行渲染和光照处理,而法线向量则是实现这些操作的重要基础。
在前端开发领域中,有一个非常实用的 npm 包叫做 normals,它提供了计算 3D 模型法线向量的功能。本文将介绍如何使用该包,以及一些使用 normals 的例子,希望能够帮助读者更好地理解 3D 图形学中的法线向量的应用。
安装 normals
安装 normals 很简单,只需要在命令行中输入:
npm install normals
即可完成安装。安装完成后,在项目中引入该包:
const normals = require('normals');
计算法线向量
normals 支持多种计算法线向量的方法,其中最常用的是 vertexNormals
方法。下面介绍如何使用该方法计算法线向量。
vertexNormals
vertexNormals
方法可以计算出每个顶点的法线向量。它需要两个参数:
positions
:包含了所有顶点位置信息的数组;cells
:包含了所有三角形的索引信息的数组。
在使用之前,需要先明确顶点的顺序。常见的顺序有逆时针和顺时针两种,分别对应了前面和背面。我们需要指定计算法线向量的方向,以获得正确的结果。
下面是一个简单的例子,展示了如何使用 vertexNormals
方法计算法线向量:
-- -------------------- ---- ------- ----- --------- - - --- -- --- --- -- --- --- -- -- -- ----- ----- - - --- -- -- -- ----- ------------- - -------------------------------- ------- ---------------------------
输出结果为:
[ [0, 0, 1], [0, 0, 1], [0, 0, 1] ]
这个例子中,我们定义了一个三角形,其三个顶点的坐标分别为 [0,0,0]
、[1,0,0]
和 [0,1,0]
。然后,使用 vertexNormals
方法计算出每个顶点的法线向量,并将结果打印在控制台上。由于该三角形的朝向是朝向正 z 轴方向的,因此法线向量的值都为 [0,0,1]
。
faceNormals
除了 vertexNormals
方法之外,normals 还提供了另外一个计算法线向量的方法:faceNormals
。与 vertexNormals
不同的是,faceNormals
计算的是每个三角形面的法线向量,而不是每个顶点的法线向量。
faceNormals
方法需要和 vertexNormals
一样的两个参数:positions
和 cells
。下面是一个例子:
-- -------------------- ---- ------- ----- --------- - - --- -- --- --- -- --- --- -- -- -- ----- ----- - - --- -- -- -- ----- ----------- - -------------------------- ----------- -------------------------
输出结果为:
[ [0, 0, 1] ]
这个例子中,我们同样定义了一个三角形,然后使用 faceNormals
方法计算出该三角形面的法线向量,并将结果打印在控制台上。由于该三角形的朝向是朝向正 z
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