作为整天和 UI 打交道的前端工程师，是否想在他（她）生日的时候用代码送上一份惊喜呢？
不妨用 Three.js 做个 3D 的蛋糕送给 ta，既浪漫又能展现你技术的魅力。
这篇文章我们就来学习下如何用 Three.js 画一个蛋糕。
代码地址：https://github.com/QuarkGluonPlasma/threejs-exercize
Three.js 相关基础
Three.js 是通过场景 Scene 来管理所有的物体的，加到 Scene 的物体还可以分个组：
constscene=newTHREE.Scene();scene.add(xxx);constgroup=newTHREE.Group();group.add(yyy);group.add(zzz);scene.add(group);
想要把 Scene 中的所有物体渲染出来，需要指定一个相机 camera，然后用 renderer 来渲染，如果有动画效果，要用 requestAnimationFrame 来一帧帧不断渲染。
constrenderer=newTHREE.WebGLRenderer();functionrender(){renderer.render(scene,camera);requestAnimationFrame(render);}render();相机 camera 分为从一个点去看的透视相机 PerspectiveCamera，还有从一个面去投影的正交相机 OrthographicCamera。
透视相机的特点是近大远小，而正交的则不是，就是一个平行投影，大小不变。
三维世界还需要指定一个光源，不然是全黑的，光源种类很多，常用的有这些：
点光源： 从一个点发射光线，就像灯泡一样。
平行光： 平行的光线
环境光： 均匀照射每个地方
聚光灯： 舞台聚光灯的光源
三维场景中的物体有很多种，比如永远面向相机的平面是 Sprite（我们做“漫天花雨”效果用的那个），还有由三角形构成的物体叫做 Mesh。
Mesh 比较常用，它是由一个个三角形构成的几何体，还可以在每个面上贴图。所以，参数有两个，几何体 Geometry 和材质 Material。
比如圆柱体就是一个 Mesh，创建它的时候要指定圆柱几何体 CylinderBufferGeometry 和每个面的材质 Material。
const圆柱几何体=newTHREE.CylinderBufferGeometry(上圆半径,下圆半径,高度,侧面分段数量);const侧面材质=newTHREE.MeshBasicMaterial({map:纹理图片});const上面材质=newTHREE.MeshBasicMaterial({color:'red'});const下面材质=newTHREE.MeshBasicMaterial({color:'red'});const圆柱=newTHREE.Mesh(圆柱几何体,[侧面材质,上面材质,下面材质]);MeshBasicMaterial 是基础的材质，可以通过 color 来指定颜色，也可以通过 map 来指定纹理图片 texture。
各种 Mesh 中比较特殊是文字，它用的是 TextGeometry，文字需要从一个 xxx.typeface.json 中加载。
而这种 json 文件可以用字体文件 ttf 来转换得到。用ttf 转 typeface.json 的这个网站来转：
之后就可以显示文字了:
constfontLoader=newTHREE.FontLoader();fontLoader.load('./font/xxx.typeface.json',function(font){vartextGeometry=newTHREE.TextGeometry('文字',参数);consttextMaterial=[newTHREE.MeshBasicMaterial({color:'字体颜色'}),newTHREE.MeshBasicMaterial({color:'侧面颜色'}),];consttext=newTHREE.Mesh(textGeometry,textMaterial);});这些就是我们会用到的 Three.js 基础，简单做个小结：
Three.js 是通过 Scene 来管理各种物体的，物体还可以分下组。
物体中常见的有 Mesh 和 Sprite 等，Sprite 是永远面向相机的一个平面，Mesh 是由三角形构成的三维物体。 Mesh 要指定几何体Geometry 和材质 Material，常用的材质可以是颜色或者纹理贴图。其中文字 TextGeometry 比较特殊，需要一个 typeface.json 的文件，这个可以由 ttf 转换得到。
场景中的物体准备好之后，还需要设置下光源 Light 和相机 Camera，相机主要有从点去看的透视相机和从一个平面去投影的正交相机，之后就可以通过渲染器 Renderer 渲染出来了，结合 requestAnimationFrame 来一帧帧的渲染。
基础学完之后，正式开始画蛋糕了。
画 3D 蛋糕
蛋糕其实就是由 4 个圆柱体加上文字构成的，每个圆柱体都设置了不同的位置，圆柱体的侧面和上下面都贴上不同的贴图，就是一个蛋糕。
我们先准备蛋糕的贴图：
使用纹理加载器 TextureLoader 去加载他们：
constcakeTexture1=newTHREE.TextureLoader().load('img/cake1.png');constcakeTexture2=newTHREE.TextureLoader().load('img/cake2.png');constcakeTexture3=newTHREE.TextureLoader().load(`img/cake3.png`);constcakeTexture4=newTHREE.TextureLoader().load('img/cake4.png');然后构成纹理贴图的材质：
constcakeMaterail1=newTHREE.MeshBasicMaterial({map:cakeTexture1});constcakeMaterail2=newTHREE.MeshBasicMaterial({map:cakeTexture2});constcakeMaterail3=newTHREE.MeshBasicMaterial({map:cakeTexture3});constcakeMaterail4=newTHREE.MeshBasicMaterial({map:cakeTexture4});除了纹理贴图的材质外，再准备个颜色构成的材质：
constpinkMaterial=newTHREE.MeshBasicMaterial({color:'pink'});然后创建 4 个圆柱体的物体（Mesh），使用不同的贴图材质和颜色材质：
constcakeGeometry1=newTHREE.CylinderBufferGeometry(100,100,70,40);constcakePart1=newTHREE.Mesh(cakeGeometry1,[cakeMaterail1,pinkMaterial,pinkMaterial]);
圆柱体的几何体 CylinderBufferGeometry 的参数分别是 上面圆的半径，下面圆的半径，高度，侧面的分割次数。
上面圆半径保持一致，这样才是圆柱体。侧面分割次数设置为 40，这样比较圆滑。
之后还设置下位移，然后就可以加到蛋糕分组里了。
我们用同样的方式创建四个圆柱体，设置不同的大小和位置，贴不同的图：
constcakeGeometry1=newTHREE.CylinderBufferGeometry(100,100,70,40);constcakePart1=newTHREE.Mesh(cakeGeometry1,[cakeMaterail1,pinkMaterial,pinkMaterial]);cakePart1.translateY(45)constcakeGeometry2=newTHREE.CylinderBufferGeometry(120,120,70,40);constcakePart2=newTHREE.Mesh(cakeGeometry2,[cakeMaterail3,pinkMaterial,pinkMaterial]);cakePart2.translateY(-25)constcakeGeometry3=newTHREE.CylinderBufferGeometry(140,140,60,40);constcakePart3=newTHREE.Mesh(cakeGeometry3,[cakeMaterail2,pinkMaterial,pinkMaterial]);cakePart3.translateY(-90)constcakeGeometry4=newTHREE.CylinderBufferGeometry(160,160,10,40);constcakePart4=newTHREE.Mesh(cakeGeometry4,[cakeMaterail4,cakeMaterail4,cakeMaterail4]);cakePart4.translateY(-120)cake.add(cakePart1)cake.add(cakePart2)cake.add(cakePart3)cake.add(cakePart4)
如果对坐标位置拿不准，可以在 Scene 中加上一个坐标的辅助工具 AxisHelper。参数是坐标轴长度。
constaxisHelper=newTHREE.AxisHelper(2500);scene.add(axisHelper);
然后是文字的部分，这个要先通过字体文件 ttf 转成 typeface.json 的文件，然后用 fontLoader 来加载，之后创建相应的 Mesh：
constrenderer=newTHREE.WebGLRenderer();functionrender(){renderer.render(scene,camera);requestAnimationFrame(render);}render();0TextGeometry 需要设置的参数有字体大小 size，厚度 height，以及边缘是否是曲面 bevelEnabled，和曲面的大小 bevelSize。
我们这里的效果是需要开启曲面的。
4 个圆柱体画完了，文字也画完了，那蛋糕就算是画完了，之后设置下光源、相机，就可以用 Renderer 渲染了。
光源使用环境光，因为要均匀的照射：
constrenderer=newTHREE.WebGLRenderer();functionrender(){renderer.render(scene,camera);requestAnimationFrame(render);}render();1相机使用正交相机，因为不需要近大远小的透视效果：
constrenderer=newTHREE.WebGLRenderer();functionrender(){renderer.render(scene,camera);requestAnimationFrame(render);}render();2正交相机的参数分别是左右上下远近的三维视野范围，我们指定高度为 200，然后根据窗口的宽高比算出宽度。远近可以设置一个比较大的范围。
之后就可以用 Renderer 来渲染了。把渲染出的 canvas 的 dom 挂载到 body 上。
constrenderer=newTHREE.WebGLRenderer();functionrender(){renderer.render(scene,camera);requestAnimationFrame(render);}render();3在每帧 render 之前，还做了个围绕 y 轴的自动旋转。
还要支持手动的旋转，这个直接使用 Three.js 的轨道控制器 OrbitControls 就行。
constrenderer=newTHREE.WebGLRenderer();functionrender(){renderer.render(scene,camera);requestAnimationFrame(render);}render();4参数是相机，因为这种视野的改变就是通过改变相机位置和朝向来实现的。
创建了 Scene 中的蛋糕的每一部分，设置好了光源、相机，用渲染器做了一帧帧的渲染，并且添加了用鼠标来改变视角的轨道控制器之后，就完成了 3D 蛋糕的制作。
我们来看下效果：
代码地址：https://github.com/QuarkGluonPlasma/threejs-exercize
全部代码：
<!DOCTYPEhtml><htmllang="en"><head><metacharset="UTF-8"><title>生日蛋糕</title><style>body{margin:0;overflow:hidden;}</style><scriptsrc="./js/three.js"></script><scriptsrc="./js/OrbitControls.js"></script></head><body><script>constwidth=window.innerWidth;constheight=window.innerHeight;//窗口宽高比constk=width/height;//三维场景显示范围的宽度consts=200;constcamera=newTHREE.OrthographicCamera(-s*k,s*k,s,-s,1,1000);constfontLoader=newTHREE.FontLoader();constscene=newTHREE.Scene();constcake=newTHREE.Group();constrenderer=newTHREE.WebGLRenderer();functioncreate(){renderer.setSize(width,height);//设置背景颜色renderer.setClearColor(0xFFFFFF,1);document.body.appendChild(renderer.domElement);camera.position.set(0,100,500)camera.lookAt(scene.position);constlight=newTHREE.AmbientLight(0xCCCCCC);scene.add(light);constaxisHelper=newTHREE.AxisHelper(2500);scene.add(axisHelper);constcakeTexture1=newTHREE.TextureLoader().load('img/cake1.png');constcakeTexture2=newTHREE.TextureLoader().load('img/cake2.png');constcakeTexture3=newTHREE.TextureLoader().load(`img/cake3.png`);constcakeTexture4=newTHREE.TextureLoader().load('img/cake4.png');constcakeMaterail1=newTHREE.MeshBasicMaterial({map:cakeTexture1});constcakeMaterail2=newTHREE.MeshBasicMaterial({map:cakeTexture2});constcakeMaterail3=newTHREE.MeshBasicMaterial({map:cakeTexture3});constcakeMaterail4=newTHREE.MeshBasicMaterial({map:cakeTexture4});constpinkMaterial=newTHREE.MeshBasicMaterial({color:'pink'});constcakeGeometry1=newTHREE.CylinderBufferGeometry(100,100,70,40);constcakePart1=newTHREE.Mesh(cakeGeometry1,[cakeMaterail1,pinkMaterial,pinkMaterial]);cakePart1.translateY(45)constcakeGeometry2=newTHREE.CylinderBufferGeometry(120,120,70,40);constcakePart2=newTHREE.Mesh(cakeGeometry2,[cakeMaterail3,pinkMaterial,pinkMaterial]);cakePart2.translateY(-25)constcakeGeometry3=newTHREE.CylinderBufferGeometry(140,140,60,40);constcakePart3=newTHREE.Mesh(cakeGeometry3,[cakeMaterail2,pinkMaterial,pinkMaterial]);cakePart3.translateY(-90)constcakeGeometry4=newTHREE.CylinderBufferGeometry(160,160,10,40);constcakePart4=newTHREE.Mesh(cakeGeometry4,[cakeMaterail4,cakeMaterail4,cakeMaterail4]);cakePart4.translateY(-120)cake.add(cakePart1)cake.add(cakePart2)cake.add(cakePart3)cake.add(cakePart4)fontLoader.load('./font/guang.typeface.json',function(font){vartextGeometry=newTHREE.TextGeometry('光光',{font:font,size:30,height:5,bevelEnabled:true,bevelSize:10,});consttextMaterial=['white','red'].map(color=>newTHREE.MeshBasicMaterial({color}));consttext=newTHREE.Mesh(textGeometry,textMaterial);text.translateY(90)text.translateX(-45)cake.add(text);});scene.add(cake);}functionrender(){renderer.render(scene,camera);cake.rotation.y+=0.005;requestAnimationFrame(render)}create()render()constrenderer=newTHREE.WebGLRenderer();functionrender(){renderer.render(scene,camera);requestAnimationFrame(render);}render();4</script></body></html>总结
本文我们用 Three.js 来实现了 3D 蛋糕的效果。
首先我们学习了下 Three.js 的基础：通过 Scene 来管理物体，物体可以分组，物体包括 Mesh、Sprite 等，Mesh 是三角形构成的 3D 物体，要分别指定几何体 Geometry 和材质 Material。材质可以是纹理（Texture）贴图、也可以是颜色。其中文字的 Mesh 需要做 ttf 到 typeface.json 的转换，加载这个 json 才能显示文字。
物体创建完了之后，还要设置相机、灯光等，然后通过渲染器来一帧帧的渲染。
调试的时候还可以添加 AxisHelper 坐标系辅助工具来辅助开发。
然后我们实现了 3D 蛋糕：
通过 4 个圆柱体 + 文字来画的，圆柱体用了不同的纹理贴图材质，设置了不同的位置，然后组成蛋糕的 group。
设置了环境光，使用了正交相机，还启用了轨道控制器 OrbitControls，来实现鼠标拖拽改变相机位置，进而改变视野角度的效果。
下个他（她）的生日，不妨试试用 Three.js 画个蛋糕送给他（她），或许会有不一样的收获哦。