在前端开发中,3D 向量运算是非常常见的需求。而 @nathanfaucett/vec3 是一款提供了 3D 向量运算的 npm 包,具有易用性和高效性等特点,广泛应用于 WebGL 游戏开发、3D 可视化等领域。
本文将从使用方法、基本运算、高级运算以及示例代码等方面介绍 @nathanfaucett/vec3 的使用教程,帮助读者快速了解和应用该 npm 包,提升自己的前端开发能力。
使用方法
安装 @nathanfaucett/vec3 可以通过 npm 包管理器完成:
npm install @nathanfaucett/vec3
安装完成后,在代码中引入该包:
import { vec3 } from '@nathanfaucett/vec3';
这里的 vec3 代表了一个三维向量,包含 x, y, z 三个属性。
基本运算
向量加法
将两个向量相加,即对应分量进行相加,得到一个新的向量。
function add(a, b) { return vec3.set( vec3.create(), a[0] + b[0], a[1] + b[1], a[2] + b[2] ); }
向量减法
将一个向量从另一个向量中减去,即对应分量进行相减,得到一个新的向量。
function subtract(a, b) { return vec3.set( vec3.create(), a[0] - b[0], a[1] - b[1], a[2] - b[2] ); }
向量标量乘法
将一个向量与一个标量相乘,即将向量的每个分量都乘上这个标量。
function multiplyScalar(v, s) { return vec3.set( vec3.create(), v[0] * s, v[1] * s, v[2] * s ); }
向量点乘法
将两个向量进行点乘,得到一个标量。
function dot(a, b) { return a[0] * b[0] + a[1] * b[1] + a[2] * b[2]; }
向量叉乘法
将两个向量进行叉乘,得到一个新的向量,该向量垂直于原两个向量。
function cross(a, b) { return vec3.set( vec3.create(), a[1] * b[2] - a[2] * b[1], a[2] * b[0] - a[0] * b[2], a[0] * b[1] - a[1] * b[0] ); }
向量长度
计算一个向量的长度。
function length(v) { return Math.sqrt(v[0] * v[0] + v[1] * v[1] + v[2] * v[2]); }
向量单位化
将一个向量单位化,即将其长度变为 1。
function normalize(v) { const length = vec3.length(v); if (length > 0) { return vec3.multiplyScalar(v, 1 / length); } else { return vec3.clone(v); } }
高级运算
向量投影
将一个向量投影到另一个向量上,得到投影向量。
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向量反射
将一个向量从一个平面上反射回来,得到反射向量。
function reflect(a, b) { const scalar = -2 * vec3.dot(a, b); return vec3.add(a, vec3.multiplyScalar(b, scalar)); }
向量差积
将两个向量进行差积运算,得到一个新的向量,用于进行平面上的旋转等操作。
function mix(a, b, t) { return vec3.add( vec3.multiplyScalar(a, 1 - t), vec3.multiplyScalar(b, t) ); }
示例代码
下面是一个简单的示例代码,展示了如何使用 @nathanfaucett/vec3 进行基本的向量运算。
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通过以上的示例代码,我们可以看到 @nathanfaucett/vec3 的使用十分简单和直观,只需要使用其提供的方法即可完成基本和高级的向量运算。同时,该 npm 包的高效性也能够满足大部分前端开发中的需求,在工程中的实际应用非常广泛。
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