**Three.js 学习教程**
Three.js 是一个基于 WebGL 的 JavaScript 3D 库，它使得在网页上创建和展示三维图形变得简单易行。WebGL 是一种在浏览器中渲染交互式三维图形的标准，而Three.js 提供了一个友好的 API，帮助开发者避免直接操作底层的 WebGL API。本教程是针对初学者的入门指导，旨在帮助没有编程或三维图形背景的新人快速掌握 three.js 的基本用法。
**一、环境准备**
在开始 three.js 的学习之前，你需要确保你的浏览器支持 WebGL。大多数现代浏览器（如 Chrome、Firefox、Safari 和 Edge）都默认支持。另外，安装一个代码编辑器，例如 Visual Studio Code 或 Sublime Text，将有助于编写和调试代码。
**二、基础概念**
1. **场景（Scene）**：所有3D对象都将添加到场景中，然后由相机（Camera）进行渲染。
2. **相机（Camera）**：相机定义了用户观察场景的角度和位置，有多种相机类型可供选择，如PerspectiveCamera（透视相机）和OrthographicCamera（正交相机）。
3. **几何体（Geometries）**：这是3D对象的基础形状，如BoxGeometry（立方体）、SphereGeometry（球体）和PlaneGeometry（平面）等。
4. **材质（Materials）**：材质决定了物体的外观，如颜色、纹理和光照反应。常见材质包括MeshBasicMaterial、MeshLambertMaterial和MeshPhongMaterial等。
5. **网格（Mesh）**：将几何体和材质组合成可渲染的对象，是3D场景中的基本元素。
**三、创建第一个3D场景**
1. 引入 three.js 库：通过 `<script>` 标签或者模块导入方式引入 three.js 文件。
2. 创建场景：`var scene = new THREE.Scene();`
3. 创建相机：`var camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);`
4. 设置相机位置：`camera.position.z = 5;`
5. 创建渲染器：`var renderer = new THREE.WebGLRenderer();`
6. 渲染器设置尺寸：`renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);`
7. 将渲染器添加到HTML文档：`document.body.appendChild(renderer.domElement);`
8. 创建几何体和材质：例如 `var geometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);` 和 `var material = new THREE.MeshBasicMaterial({color: 0x00ff00});`
9. 创建网格并将其添加到场景：`var cube = new THREE.Mesh(geometry, material); scene.add(cube);`
10. 渲染场景：`renderer.render(scene, camera);`
**四、动画和更新**
在 three.js 中，通常使用requestAnimationFrame来实现动画效果。每次浏览器准备好绘制新帧时，它都会调用提供的回调函数。例如：
```javascript
function animate() {
requestAnimationFrame(animate);
cube.rotation.x += 0.01;
cube.rotation.y += 0.01;
renderer.render(scene, camera);
}
animate();
```
**五、光照与阴影**
1. **光源（Lights）**：添加光源可以增强场景的立体感，如PointLight（点光源）、DirectionalLight（平行光）和SpotLight（聚光灯）。
2. **阴影（Shadows）**：为物体添加阴影可以增加真实感，需要配置光源和网格以支持阴影。
**六、纹理和材质**
1. **加载纹理**：使用 `THREE.TextureLoader` 加载外部图像作为纹理。
2. **映射纹理**：将纹理应用到几何体表面，如 `material.map = texture;`
3. **其他材质属性**：如透明度（opacity）、镜面反射（reflectivity）和折射率（refractiveIndex）等。
**七、高级特性**
1. **动画系统**：使用THREE.AnimationHandler管理和播放骨骼动画。
2. **加载模型**：使用OBJLoader、GLTFLoader或其他加载器导入外部3D模型。
3. **物理引擎**：结合Three.js与如Cannon.js或Physijs的物理引擎实现真实世界模拟。
**八、优化与性能**
1. **批处理渲染**：将多个网格合并为一个以减少渲染开销。
2. **LOD（细节级别）**：根据物体距离相机的远近，显示不同级别的细节。
3. **剔除（Frustum Culling）**：避免渲染超出相机视锥体的物体。
本教程覆盖了three.js 的基础概念和应用场景，通过实际代码示例让你对 three.js 有一个全面的了解。继续深入研究，你将能够创建更复杂的3D场景，包括动态交互、光照效果、纹理映射以及3D模型的导入。祝你在 three.js 的学习之旅中取得成功！
