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2 years ago
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<!DOCTYPE html>
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<html lang="zh">
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<head>
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<meta charset="utf-8">
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<title>对齐HTML元素到3D对象</title>
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<meta name="viewport" content="width=device-width, user-scalable=no, minimum-scale=1.0, maximum-scale=1.0">
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<meta name="twitter:card" content="summary_large_image">
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<meta name="twitter:site" content="@threejs">
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<meta name="twitter:title" content="Three.js – Aligning HTML Elements to 3D">
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<meta property="og:image" content="https://threejs.org/files/share.png">
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<link rel="shortcut icon" href="/files/favicon_white.ico" media="(prefers-color-scheme: dark)">
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<link rel="shortcut icon" href="/files/favicon.ico" media="(prefers-color-scheme: light)">
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<link rel="stylesheet" href="/manual/resources/lesson.css">
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<link rel="stylesheet" href="/manual/resources/lang.css">
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<!-- Import maps polyfill -->
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<!-- Remove this when import maps will be widely supported -->
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<script async src="https://unpkg.com/es-module-shims@1.3.6/dist/es-module-shims.js"></script>
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<script type="importmap">
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{
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"imports": {
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"three": "../../build/three.module.js"
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}
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}
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</script>
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<link rel="stylesheet" href="/manual/zh/lang.css">
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</head>
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<body>
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<div class="container">
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<div class="lesson-title">
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<h1>对齐HTML元素到3D对象</h1>
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</div>
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<div class="lesson">
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<div class="lesson-main">
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<p>本文是THREE.js系列文章中的一部分。第一篇是 <a href="fundamentals.html">THREE.js 基础</a>，如果你还没有读过或者你是THREE.js新手，你可能需要考虑从那开始。
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</p>
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<p>有时你想在 3D 场景中显示一些文本，这有很多种选择，每一种都有各自的优缺点。</p>
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<ul>
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<li>
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<p>使用 3D 文本</p>
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<p>如果你看过 <a href="primitives.html">图元章节</a> 你就会看到 <a href="/docs/#api/en/geometries/TextGeometry"><code
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class="notranslate" translate="no">TextGeometry</code></a> 可以
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生成3D文本，这可能对飞行类的Logo很有效，但对统计、信息、标记类不是很合适。</p>
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</li>
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<li>
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<p>使用带2D文本的纹理图</p>
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<p>这篇文章 <a href="canvas-textures.html">使用Canvas作为纹理</a> 提到Canvas可以作为物体的纹理绘制。你可以向Canvas中绘制文字并且 <a
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href="billboards.html">以Billboard的方式展示它</a>。这种方法的优点是文本已被集成到3D场景中，像3D场景中的计算机终端，这可能是比较完美的。</p>
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</li>
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<li>
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<p>使用HTML元素并定位它们以匹配3D场景</p>
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<p>这种方法的好处是您可以使用所有的HTML能力。你的HTML中可以有多个元素，可以通过CSS设置样式，它也可以被用户选中因为它就是实际的文本内容。 </p>
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</li>
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</ul>
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<p>本文将介绍上述的最后一种方法。</p>
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<p>让我们从简单的开始，我们将使用一些图元制作一个3D场景，然后为每个图元添加一个标签。我们会从这篇<a href="responsive.html">响应式开发</a>中的一个例子开始。 </p>
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<p>我们会添加一个 <a href="/docs/#examples/controls/OrbitControls"><code class="notranslate"
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translate="no">OrbitControls</code></a> 就像我们在 <a href="lights.html">这篇光照的文章</a>里做的一样。</p>
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<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">
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import * as THREE from 'three';
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+import {OrbitControls} from 'three/addons/controls/OrbitControls.js';</pre>
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<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">
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const controls = new OrbitControls(camera, canvas);
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controls.target.set(0, 0, 0);
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controls.update();</pre>
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<p>我们需要提供一个HTML元素来包含我们的标签元素。</p>
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<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-html" translate="no">
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<body>
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- <canvas id="c"></canvas>
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+ <div id="container">
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+ <canvas id="c"></canvas>
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+ <div id="labels"></div>
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+ </div>
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</body></pre>
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<p>通过将Canvas元素和 <code class="notranslate" translate="no"><div id="labels"></code>
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放在一个父元素里面，我们可以用这个CSS让它们重叠。</p>
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<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-css" translate="no">
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#c {
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- width: 100%;
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- height: 100%;
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+ width: 100%; /* 让我们的容器决定尺寸 */
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+ height: 100%;
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display: block;
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}
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+#container {
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+ position: relative; /* 作为子元素的相对定位元素 */
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+ width: 100%;
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+ height: 100%;
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+ overflow: hidden;
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+}
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+#labels {
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+ position: absolute; /* 把Label定位在容器内 */
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+ left: 0; /* 默认定位在左上角 */
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+ top: 0;
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+ color: white;
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+}</pre>
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<p>让我们也为Label本身添加一些CSS。</p>
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<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-css" translate="no">
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#labels>div {
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position: absolute; /* 让我们的容器决定尺寸 */
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left: 0; /* 默认定位在左上角 */
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top: 0;
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cursor: pointer; /* 当悬浮时，变为一个小手 */
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font-size: large;
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user-select: none; /* 不允许文字被选中 */
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text-shadow: /* 创造一个黑色阴影 */
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-1px -1px 0 #000,
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0 -1px 0 #000,
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1px -1px 0 #000,
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1px 0 0 #000,
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1px 1px 0 #000,
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||
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|
0 1px 0 #000,
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||
|
|
-1px 1px 0 #000,
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||
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|
-1px 0 0 #000;
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|
}
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#labels>div:hover {
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color: red;
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}</pre>
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<p>现在进入我们的代码，我们不必添加太多，我们有一个函数<code class="notranslate"
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translate="no">makeInstance</code>，可以用来生成立方体。我们现在让它同时添加一个Label元素。</p>
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<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">
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+const labelContainerElem = document.querySelector('#labels');
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-function makeInstance(geometry, color, x) {
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+function makeInstance(geometry, color, x, name) {
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const material = new THREE.MeshPhongMaterial({color});
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const cube = new THREE.Mesh(geometry, material);
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scene.add(cube);
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cube.position.x = x;
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+ const elem = document.createElement('div');
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+ elem.textContent = name;
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+ labelContainerElem.appendChild(elem);
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- return cube;
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+ return {cube, elem};
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}</pre>
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<p>你可以发现，我们正添加一个 <code class="notranslate" translate="no"><div></code> 到容器里, 每一个立方体各一个。 我们也返回一个对象，包含<code
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class="notranslate" translate="no">cube</code>和Label元素<code class="notranslate" translate="no">elem</code>。
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</p>
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<p>为了调用它，我们需要为每一个立方体起个名字</p>
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<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">
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const cubes = [
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- makeInstance(geometry, 0x44aa88, 0),
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- makeInstance(geometry, 0x8844aa, -2),
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|
- makeInstance(geometry, 0xaa8844, 2),
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|
+ makeInstance(geometry, 0x44aa88, 0, 'Aqua'),
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||
|
|
+ makeInstance(geometry, 0x8844aa, -2, 'Purple'),
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|
+ makeInstance(geometry, 0xaa8844, 2, 'Gold'),
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];</pre>
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<p>剩下的就是在渲染时定位Label元素。</p>
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<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">const tempV = new THREE.Vector3();
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...
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-cubes.forEach((cube, ndx) => {
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+cubes.forEach((cubeInfo, ndx) => {
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+ const {cube, elem} = cubeInfo;
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const speed = 1 + ndx * .1;
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const rot = time * speed;
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cube.rotation.x = rot;
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|
cube.rotation.y = rot;
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|
+ // 获取立方体中心的位置
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+ cube.updateWorldMatrix(true, false);
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+ cube.getWorldPosition(tempV);
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|
+
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+ // 获取标准化屏幕坐标，x和y都会在-1和1区间
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+ // x = -1 表示在最左侧
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+ // y = -1 表示在最底部
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+ tempV.project(camera);
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|
+
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+ // 将标准屏幕坐标转化为CSS坐标
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+ const x = (tempV.x * .5 + .5) * canvas.clientWidth;
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+ const y = (tempV.y * -.5 + .5) * canvas.clientHeight;
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|
+
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+ // 将元素移动到此位置
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+ elem.style.transform = `translate(-50%, -50%) translate(${x}px,${y}px)`;
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});</pre>
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<p>这样我们就有了与物体对齐的Label。</p>
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<p></p>
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<div translate="no" class="threejs_example_container notranslate">
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<div><iframe class="threejs_example notranslate" translate="no" style=" "
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src="/manual/examples/resources/editor.html?url=/manual/examples/align-html-to-3d.html"></iframe></div>
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|
<a class="threejs_center" href="/manual/examples/align-html-to-3d.html" target="_blank">点击在新窗口打开</a>
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</div>
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<p></p>
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<p>这里有一些问题我们需要处理。</p>
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<p>一个是我们旋转对象，一旦它们重叠了，那么它们对应的Label可能也会重叠。</p>
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<div class="threejs_center"><img src="../resources/images/overlapping-labels.png" style="width: 307px;"></div>
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<p>另外一个问题是，我们缩小了视野，物体移出了视锥体范围，Label还是在显示。</p>
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<p>重叠对象的一种解决办法是 <a href="picking.html">用这篇文章中的拾取方法</a>，我们将传递对象在屏幕上的位置，然后调用<code class="notranslate"
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translate="no">RayCaster</code>来告诉我们和哪些对象相交了。
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如果我们的对象不是结果的第一个，说明我们并不在它最前面。
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</p>
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<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">const tempV = new THREE.Vector3();
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+const raycaster = new THREE.Raycaster();
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...
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cubes.forEach((cubeInfo, ndx) => {
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const {cube, elem} = cubeInfo;
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const speed = 1 + ndx * .1;
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const rot = time * speed;
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cube.rotation.x = rot;
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cube.rotation.y = rot;
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// 获取立方体中心的位置
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cube.updateWorldMatrix(true, false);
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cube.getWorldPosition(tempV);
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// 获取标准化屏幕坐标，x和y都会在-1和1区间
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// x = -1 表示在最左侧
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// y = -1 表示在最底部
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tempV.project(camera);
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+ // 调用Raycast获取所有相交的物体
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+ // 以相机为起点，物体为终点
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+ raycaster.setFromCamera(tempV, camera);
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+ const intersectedObjects = raycaster.intersectObjects(scene.children);
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+ // 如果第一个相交的是此物体，那么就是可见的
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+ const show = intersectedObjects.length && cube === intersectedObjects[0].object;
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+
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+ if (!show) {
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+ // 隐藏Label
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+ elem.style.display = 'none';
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+ } else {
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+ // 显示Label
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+ elem.style.display = '';
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// 将标准屏幕坐标转化为CSS坐标
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const x = (tempV.x * .5 + .5) * canvas.clientWidth;
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const y = (tempV.y * -.5 + .5) * canvas.clientHeight;
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// 将元素移动到此位置
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elem.style.transform = `translate(-50%, -50%) translate(${x}px,${y}px)`;
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+ }
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});</pre>
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<p>这解决了重叠问题。</p>
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<p>为了处理超出视锥体不可见的问题，我们通过检查 <code class="notranslate" translate="no">tempV.z</code>检查此对象的原点是否在截锥体之外。</p>
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<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">- if (!show) {
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+ if (!show || Math.abs(tempV.z) > 1) {
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// 隐藏Label
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elem.style.display = 'none';</pre>
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<p>这 <em>部分工作</em> 有效是因为我们计算的标准化坐标包含一个<code class="notranslate" translate="no">z</code>
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值，它从-1开始，也就是相机视锥体的 <code class="notranslate" translate="no">near</code> 值，
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+1结束，也就是相机视锥体的 <code class="notranslate" translate="no">far</code>值。</p>
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<p></p>
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<div translate="no" class="threejs_example_container notranslate">
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<div><iframe class="threejs_example notranslate" translate="no" style=" "
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|
src="/manual/examples/resources/editor.html?url=/manual/examples/align-html-to-3d-w-hiding.html"></iframe>
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|
</div>
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<a class="threejs_center" href="/manual/examples/align-html-to-3d-w-hiding.html" target="_blank">点击在新窗口打开</a>
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<p></p>
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<p>对于视锥体检查，上面的解决方案失败了。因为我们只检查对象的原点，对于一个大对象，它的原点可能会超出视锥体，但是对象仍然有一部分处于可视范围内。</p>
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<p>更正确的解决方案是检查对象本身是否在视锥体中。不幸的是，检查很慢。对于3个立方体来说，这不是问题。但是其他情况不一定。</p>
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<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">// 初始化
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const frustum = new THREE.Frustum();
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const viewProjection = new THREE.Matrix4();
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...
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// 在检查前
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camera.updateMatrix();
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camera.updateMatrixWorld();
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camera.matrixWorldInverse.copy(camera.matrixWorld).invert();
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...
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// 然后，对每一个Mesh
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someMesh.updateMatrix();
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someMesh.updateMatrixWorld();
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viewProjection.multiplyMatrices(
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camera.projectionMatrix, camera.matrixWorldInverse);
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frustum.setFromProjectionMatrix(viewProjection);
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const inFrustum = frustum.contains(someMesh));</pre>
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<p>我们当前的重叠解决方案有类似的问题，拾取很慢。我们可以使用基于GPU的拾取方案， 参考<a href="picking.html">拾取章节</a>，不过它也并非没有代价。使用哪个解决方案取决于你的需要。</p>
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<p>另外一个问题是Label显示顺序，如果我们修改了代码以生成更长的Label</p>
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<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">const cubes = [
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- makeInstance(geometry, 0x44aa88, 0, 'Aqua'),
|
||
|
|
- makeInstance(geometry, 0x8844aa, -2, 'Purple'),
|
||
|
|
- makeInstance(geometry, 0xaa8844, 2, 'Gold'),
|
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|
+ makeInstance(geometry, 0x44aa88, 0, 'Aqua Colored Box'),
|
||
|
|
+ makeInstance(geometry, 0x8844aa, -2, 'Purple Colored Box'),
|
||
|
|
+ makeInstance(geometry, 0xaa8844, 2, 'Gold Colored Box'),
|
||
|
|
];</pre>
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<p>然后设置CSS让它们不换行</p>
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<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-css" translate="no">#labels>div {
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+ white-space: nowrap;</pre>
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<p>然后我们可能就会遇到这个问题</p>
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<div class="threejs_center"><img src="../resources/images/label-sorting-issue.png" style="width: 401px;">
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</div>
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<p>你可以看到紫色盒子在后面，但它的Label却在水蓝色盒子的前面。</p>
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<p>我们可以修复这个问题，通过给每一个元素设置 <code class="notranslate" translate="no">zIndex</code>。投影生成的位置有一个 <code
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class="notranslate" translate="no">z</code> 值，
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-1表示最前面，1表示最后面。 <code class="notranslate" translate="no">zIndex</code> 却是一个整型，并且含义相反，
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<code class="notranslate" translate="no">zIndex</code>越大表示越靠前，所以下面的代码可能有用。
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</p>
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|
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">// 将标准屏幕坐标转化为CSS坐标
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||
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const x = (tempV.x * .5 + .5) * canvas.clientWidth;
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||
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const y = (tempV.y * -.5 + .5) * canvas.clientHeight;
|
||
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// 将元素移动到此位置
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elem.style.transform = `translate(-50%, -50%) translate(${x}px,${y}px)`;
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|
+// 设置排序用的zIndex
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||
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|
+elem.style.zIndex = (-tempV.z * .5 + .5) * 100000 | 0;</pre>
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<p>由于投影 z 值的取值限制，我们需要选择一个大数来分散这些值，否则许多Label将具有相同的值。为了保证Label不和页面其他的部分重叠，通过设置 <code class="notranslate"
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translate="no">z-index</code> 给Label的容器，我们可以让浏览器创建一个新的 <a
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href="https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/CSS/CSS_Positioning/Understanding_z_index/The_stacking_context">层叠上下文</a>
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</p>
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<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-css" translate="no">#labels {
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position: absolute; /* 把自己定位在容器内 */
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+ z-index: 0; /* 创建一个新的层叠上下文，这样子节点就不会和页面其他内容冲突 */
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left: 0; /* 默认定位在左上角 */
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top: 0;
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color: white;
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z-index: 0;
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}</pre>
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<p>现在Label应该总是按正确的顺序排列。</p>
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<p></p>
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<div translate="no" class="threejs_example_container notranslate">
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<div><iframe class="threejs_example notranslate" translate="no" style=" "
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src="/manual/examples/resources/editor.html?url=/manual/examples/align-html-to-3d-w-sorting.html"></iframe>
|
||
|
|
</div>
|
||
|
|
<a class="threejs_center" href="/manual/examples/align-html-to-3d-w-sorting.html"
|
||
|
|
target="_blank">点击在新窗口打开</a>
|
||
|
|
</div>
|
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<p></p>
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<p>我们在这里用一个例子说明更多的问题。让我们像谷歌地球一样画一个地球仪并标记国家。</p>
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<p>我找到 <a href="http://thematicmapping.org/downloads/world_borders.php">这些数据</a>，
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包含了各个国家的边界信息，用的协议是
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<a href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/">CC-BY-SA</a>。
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</p>
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加载这份数据, 可以生成国家的轮廓，大部分都带有国家的名称和定位。</p>
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|
<div class="threejs_center"><img src="../examples/resources/data/world/country-outlines-4k.png"
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style="background: black; width: 700px"></div>
|
||
|
|
<p>JSON数据是一个类似这样结构的数组</p>
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<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-json" translate="no">[
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|
{
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|
"name": "Algeria",
|
||
|
|
"min": [
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||
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-8.667223,
|
||
|
|
18.976387
|
||
|
|
],
|
||
|
|
"max": [
|
||
|
|
11.986475,
|
||
|
|
37.091385
|
||
|
|
],
|
||
|
|
"area": 238174,
|
||
|
|
"lat": 28.163,
|
||
|
|
"lon": 2.632,
|
||
|
|
"population": {
|
||
|
|
"2005": 32854159
|
||
|
|
}
|
||
|
|
},
|
||
|
|
...</pre>
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|
|
<p>其中min,max,lat,lon都是经纬度信息。</p>
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|
<p>开始加载它，这份代码是基于这篇<a href="optimize-lots-of-objects.html">优化大量对象</a>，尽管我们没有绘制大量对象，但我们将使用
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|
相同的解决办法，和 <a href="rendering-on-demand.html">按需渲染</a> 方案一样。</p>
|
||
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|
<p>第一件事是创建一个球体，并且使用轮廓纹理。</p>
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|
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">{
|
||
|
|
const loader = new THREE.TextureLoader();
|
||
|
|
const texture = loader.load('resources/data/world/country-outlines-4k.png', render);
|
||
|
|
const geometry = new THREE.SphereGeometry(1, 64, 32);
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||
|
|
const material = new THREE.MeshBasicMaterial({map: texture});
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|
scene.add(new THREE.Mesh(geometry, material));
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||
|
|
}</pre>
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||
|
|
<p>然后我们先创建一个loader，来加载JSON文件</p>
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|
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">async function loadJSON(url) {
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||
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|
const req = await fetch(url);
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||
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|
return req.json();
|
||
|
|
}</pre>
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|
<p>然后调用</p>
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<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">let countryInfos;
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async function loadCountryData() {
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||
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|
countryInfos = await loadJSON('resources/data/world/country-info.json');
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||
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|
...
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||
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|
}
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|
requestRenderIfNotRequested();
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|
}
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|
loadCountryData();</pre>
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<p>现在让我们用这些数据来生成和放置Labels</p>
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<p>在这一篇文章 <a href="optimize-lots-of-objects.html">优化大量对象</a>，
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|
我们已经创建了一个小辅助对象，以便于计算地球上的经纬度位置，具体可以看看这篇文章是如何解释它们怎么工作的。</p>
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<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">const lonFudge = Math.PI * 1.5;
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const latFudge = Math.PI;
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|
// 这些小工具会使得盒模型定位非常容易
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|
// 我们可以旋转lonHelper Y轴上的分量到经度上
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const lonHelper = new THREE.Object3D();
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|
// 我们可以旋转latHelper X轴上的分量到纬度上
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const latHelper = new THREE.Object3D();
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|
|
lonHelper.add(latHelper);
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||
|
|
// positionHelper将对象移动到球体的边缘
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|
const positionHelper = new THREE.Object3D();
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||
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|
positionHelper.position.z = 1;
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||
|
|
latHelper.add(positionHelper);</pre>
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|
|
<p>我们将使用它去计算每一个Label的位置</p>
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<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">const labelParentElem = document.querySelector('#labels');
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|
for (const countryInfo of countryInfos) {
|
||
|
|
const {lat, lon, name} = countryInfo;
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// 调整helper，旋转指向经纬度点的位置
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|
lonHelper.rotation.y = THREE.MathUtils.degToRad(lon) + lonFudge;
|
||
|
|
latHelper.rotation.x = THREE.MathUtils.degToRad(lat) + latFudge;
|
||
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|
|
// 获取经纬度位置
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|
positionHelper.updateWorldMatrix(true, false);
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const position = new THREE.Vector3();
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positionHelper.getWorldPosition(position);
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|
countryInfo.position = position;
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// 给每一个国家添加一个Label
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const elem = document.createElement('div');
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elem.textContent = name;
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|
labelParentElem.appendChild(elem);
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||
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|
countryInfo.elem = elem;</pre>
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|
<p>上面的代码看起来非常类似于我们为制作立方体Label而编写的代码，每个Label对应一个元素，完成后我们有一个数组 <code class="notranslate"
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translate="no">countryInfos</code>,
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|
对于我们添加的每个国家/地区都有一个 <code class="notranslate" translate="no">elem</code>
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|
属性代表Label元素 和一个 <code class="notranslate" translate="no">position</code> 代表它的位置。</p>
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|
<p>就像我们对立方体所做的那样，我们需要在渲染的时候先更新Label。</p>
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<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">const tempV = new THREE.Vector3();
|
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|
|
function updateLabels() {
|
||
|
|
// 如果JSON文件还没加载进来，就退出
|
||
|
|
if (!countryInfos) {
|
||
|
|
return;
|
||
|
|
}
|
||
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for (const countryInfo of countryInfos) {
|
||
|
|
const {position, elem} = countryInfo;
|
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|
// 获取标准化屏幕坐标，x和y都会在-1和1区间
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|
// x = -1 表示在最左侧
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|
|
// y = -1 表示在最底部
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|
tempV.copy(position);
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|
tempV.project(camera);
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|
// 将标准屏幕坐标转化为CSS坐标
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|
const x = (tempV.x * .5 + .5) * canvas.clientWidth;
|
||
|
|
const y = (tempV.y * -.5 + .5) * canvas.clientHeight;
|
||
|
|
|
||
|
|
// 将元素移动到此位置
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||
|
|
elem.style.transform = `translate(-50%, -50%) translate(${x}px,${y}px)`;
|
||
|
|
|
||
|
|
// 设置排序用的zIndex
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||
|
|
elem.style.zIndex = (-tempV.z * .5 + .5) * 100000 | 0;
|
||
|
|
}
|
||
|
|
}</pre>
|
||
|
|
<p>您可以看到上面的代码与之前的立方体示例基本类似，唯一的区别我们在初始化时预先计算了Label位置，我们可以这样做因为地球上的国家永远不会移动，只有我们的相机在移动。</p>
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|
|
<p>然后我们需要在我们的渲染循环中调用 <code class="notranslate" translate="no">updateLabels</code> </p>
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<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">function render() {
|
||
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|
renderRequested = false;
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||
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|
||
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|
if (resizeRendererToDisplaySize(renderer)) {
|
||
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|
const canvas = renderer.domElement;
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|
camera.aspect = canvas.clientWidth / canvas.clientHeight;
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|
camera.updateProjectionMatrix();
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||
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|
}
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|
controls.update();
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||
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|
+ updateLabels();
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||
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|
renderer.render(scene, camera);
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||
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|
}</pre>
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|
|
<p>这就是我们得到的结果</p>
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|
<p></p>
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|
<div translate="no" class="threejs_example_container notranslate">
|
||
|
|
<div><iframe class="threejs_example notranslate" translate="no" style=" "
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|
|
src="/manual/examples/resources/editor.html?url=/manual/examples/align-html-elements-to-3d-globe-too-many-labels.html"></iframe>
|
||
|
|
</div>
|
||
|
|
<a class="threejs_center" href="/manual/examples/align-html-elements-to-3d-globe-too-many-labels.html"
|
||
|
|
target="_blank">点击在新窗口打开</a>
|
||
|
|
</div>
|
||
|
|
<p></p>
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|
<p>整出了密集恐惧症！</p>
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|
<p>现在有两个问题：</p>
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<ol>
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<li>
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|
<p>出现了背对我们的Label</p>
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|
</li>
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|
<li>
|
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|
<p>Label真的太多了</p>
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|
|
</li>
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||
|
|
</ol>
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|
<p>对于 问题#1 我们不能像上面那种方式使用 <code class="notranslate" translate="no">RayCaster</code> ，因为除了地球以外没有什么可相交的。相反，我们可以
|
||
|
|
检查特定的国家是否远离我们，这是可行的，因为Label的位置围绕的是一个球体。事实上，我们使用的是一个半径1.0的单位球体，这意味着这些位置已经是单位向量，数学计算上比较简单。</p>
|
||
|
|
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">const tempV = new THREE.Vector3();
|
||
|
|
+const cameraToPoint = new THREE.Vector3();
|
||
|
|
+const cameraPosition = new THREE.Vector3();
|
||
|
|
+const normalMatrix = new THREE.Matrix3();
|
||
|
|
|
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|
|
function updateLabels() {
|
||
|
|
// 如果JSON文件还没加载进来，就退出
|
||
|
|
if (!countryInfos) {
|
||
|
|
return;
|
||
|
|
}
|
||
|
|
|
||
|
|
+ const minVisibleDot = 0.2;
|
||
|
|
+ // 获取表示相机相对方向的变换矩阵
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||
|
|
+ normalMatrix.getNormalMatrix(camera.matrixWorldInverse);
|
||
|
|
+ // 获取相机的世界坐标
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||
|
|
+ camera.getWorldPosition(cameraPosition);
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||
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|
for (const countryInfo of countryInfos) {
|
||
|
|
const {position, elem} = countryInfo;
|
||
|
|
|
||
|
|
+ // 根据相机的方向定位位置
|
||
|
|
+ // 由于球体在原点并且球体是半径为1.0的单位球体
|
||
|
|
+ // 这就能获取相对于相机的单位向量
|
||
|
|
+ tempV.copy(position);
|
||
|
|
+ tempV.applyMatrix3(normalMatrix);
|
||
|
|
+
|
||
|
|
+ // 计算从相机到这个位置的方向向量
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||
|
|
+ cameraToPoint.copy(position);
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||
|
|
+ cameraToPoint.applyMatrix4(camera.matrixWorldInverse).normalize();
|
||
|
|
+
|
||
|
|
+ // 求得相机方向 和相机连点方向 的点积.
|
||
|
|
+ // 1 = 正对相机
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||
|
|
+ // 0 = 相对于相机而言，位于球体的边缘
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||
|
|
+ // < 0 = 远离相机
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||
|
|
+ const dot = tempV.dot(cameraToPoint);
|
||
|
|
+
|
||
|
|
+ // 如果方向不面向我们，隐藏它
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||
|
|
+ if (dot < minVisibleDot) {
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||
|
|
+ elem.style.display = 'none';
|
||
|
|
+ continue;
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||
|
|
+ }
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||
|
|
+
|
||
|
|
+ // 将元素恢复为其默认显示样式
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||
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|
+ elem.style.display = '';
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|
// 获取标准化屏幕坐标，x和y都会在-1和1区间
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|
// x = -1 表示在最左侧
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|
|
// y = -1 表示在最底部
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|
tempV.copy(position);
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|
tempV.project(camera);
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||
|
|
// 将标准屏幕坐标转化为CSS坐标
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||
|
|
const x = (tempV.x * .5 + .5) * canvas.clientWidth;
|
||
|
|
const y = (tempV.y * -.5 + .5) * canvas.clientHeight;
|
||
|
|
|
||
|
|
// 将元素移动到此位置
|
||
|
|
countryInfo.elem.style.transform = `translate(-50%, -50%) translate(${x}px,${y}px)`;
|
||
|
|
|
||
|
|
// 设置排序用的zIndex
|
||
|
|
elem.style.zIndex = (-tempV.z * .5 + .5) * 100000 | 0;
|
||
|
|
}
|
||
|
|
}</pre>
|
||
|
|
<p>
|
||
|
|
上面我们使用位置作为方向向量并获得相对于相机的位置，点乘得到向量之间的余弦值，这给了我们一个-1到1之间的值，其中-1表示正对相机，0表示相对于相机球体的边缘上，大于0表示处在后方。然后我们使用该值来显示或隐藏元素。
|
||
|
|
</p>
|
||
|
|
<div class="spread">
|
||
|
|
<div>
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||
|
|
<div data-diagram="dotProduct" style="height: 400px"></div>
|
||
|
|
</div>
|
||
|
|
</div>
|
||
|
|
<p>
|
||
|
|
在上图中，我们可以看到Label方向的点乘方向是从相机指向该位置的方向。如果你旋转角度，你会看到正对相机时点乘结果为-1.0，正好在球体相对相机的切线上时为0.0，或者换一种说法，两个向量互相垂直点乘结果为0，夹角大于90度时，Label在球体后面。
|
||
|
|
</p>
|
||
|
|
<p>对于 问题#2，Label太多了，我们需要一些方法来决定显示哪些。一种方式是只显示大国的Label，我们加载的数据包含一个国家包含经纬度的最大和最小值，从中我们可以计算出一个区域，然后用它来判断是否显示国家。
|
||
|
|
</p>
|
||
|
|
<p>开始的时候我们先计算区域面积</p>
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|
|
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">const labelParentElem = document.querySelector('#labels');
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|
|
for (const countryInfo of countryInfos) {
|
||
|
|
const {lat, lon, min, max, name} = countryInfo;
|
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|
|
|
||
|
|
// 调整helper，旋转指向经纬度点的位置
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|
|
lonHelper.rotation.y = THREE.MathUtils.degToRad(lon) + lonFudge;
|
||
|
|
latHelper.rotation.x = THREE.MathUtils.degToRad(lat) + latFudge;
|
||
|
|
|
||
|
|
// 获取经纬度位置
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||
|
|
positionHelper.updateWorldMatrix(true, false);
|
||
|
|
const position = new THREE.Vector3();
|
||
|
|
positionHelper.getWorldPosition(position);
|
||
|
|
countryInfo.position = position;
|
||
|
|
|
||
|
|
+ // 计算每个国家的面积
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||
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+ const width = max[0] - min[0];
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|
+ const height = max[1] - min[1];
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|
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+ const area = width * height;
|
||
|
|
+ countryInfo.area = area;
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||
|
|
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||
|
|
// a给每一个国家添加一个Label
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const elem = document.createElement('div');
|
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|
|
elem.textContent = name;
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|
labelParentElem.appendChild(elem);
|
||
|
|
countryInfo.elem = elem;
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||
|
|
}</pre>
|
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|
|
<p>然后在渲染时让我们根据区域来决定是否显示Label</p>
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<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">+const large = 20 * 20;
|
||
|
|
const maxVisibleDot = 0.2;
|
||
|
|
// 获取表示相机相对方向的变换矩阵
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||
|
|
normalMatrix.getNormalMatrix(camera.matrixWorldInverse);
|
||
|
|
// 获取相机的世界坐标
|
||
|
|
camera.getWorldPosition(cameraPosition);
|
||
|
|
for (const countryInfo of countryInfos) {
|
||
|
|
- const {position, elem} = countryInfo;
|
||
|
|
+ const {position, elem, area} = countryInfo;
|
||
|
|
+ // large enough?
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||
|
|
+ if (area < large) {
|
||
|
|
+ elem.style.display = 'none';
|
||
|
|
+ continue;
|
||
|
|
+ }
|
||
|
|
|
||
|
|
...</pre>
|
||
|
|
<p>最后，由于我不确定这些值设多少好，于是添加一个GUI，就可以调试了</p>
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|
|
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">import * as THREE from 'three';
|
||
|
|
import {OrbitControls} from 'three/addons/controls/OrbitControls.js';
|
||
|
|
+import {GUI} from 'three/addons/libs/lil-gui.module.min.js';</pre>
|
||
|
|
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">+const settings = {
|
||
|
|
+ minArea: 20,
|
||
|
|
+ maxVisibleDot: -0.2,
|
||
|
|
+};
|
||
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+const gui = new GUI({width: 300});
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+gui.add(settings, 'minArea', 0, 50).onChange(requestRenderIfNotRequested);
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+gui.add(settings, 'maxVisibleDot', -1, 1, 0.01).onChange(requestRenderIfNotRequested);
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function updateLabels() {
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if (!countryInfos) {
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return;
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}
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- const large = 20 * 20;
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- const maxVisibleDot = -0.2;
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+ const large = settings.minArea * settings.minArea;
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// 获取表示相机相对方向的变换矩阵
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normalMatrix.getNormalMatrix(camera.matrixWorldInverse);
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// 获取相机的世界坐标
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camera.getWorldPosition(cameraPosition);
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for (const countryInfo of countryInfos) {
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...
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// 如果方向不面向我们，隐藏它
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- if (dot > maxVisibleDot) {
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+ if (dot > settings.maxVisibleDot) {
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elem.style.display = 'none';
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continue;
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}</pre>
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<p>结果出来了</p>
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<p></p>
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<div translate="no" class="threejs_example_container notranslate">
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<div><iframe class="threejs_example notranslate" translate="no" style=" "
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src="/manual/examples/resources/editor.html?url=/manual/examples/align-html-elements-to-3d-globe.html"></iframe>
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</div>
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<a class="threejs_center" href="/manual/examples/align-html-elements-to-3d-globe.html"
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target="_blank">点击在新窗口打开</a>
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</div>
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<p></p>
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<p>你可以看到，随着你的旋转，后面地球的Label消失了。
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调整 <code class="notranslate" translate="no">minVisibleDot</code> 可以查看阈值的变化。
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你也可以调整 <code class="notranslate" translate="no">minArea</code> 可以看到更大或更小的国家出现。</p>
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</div>
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<p>
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我在这方面做得越多，就越意识到谷歌地图做了多少工作。他们还必须决定使用哪些Label来显示。我很确定他们使用各种信息，例如你现在的位置、你的默认语言设置、你的帐户设置（如果你有的话），他们可能使用人口数量或人气程度，他们可能会优先考虑到视图中心的国家，等等……要考虑很多。
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</p>
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<p>无论如何，我希望这些示例能让你了解如何用HTML对齐你的3D元素，我也或许会做出小小的贡献。</p>
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<p>下一步我们来实现 <a href="indexed-textures.html">拾取和高亮一个城市</a>。</p>
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</div>
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</div>
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</div>
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<p>
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<link rel="stylesheet" href="../resources/threejs-align-html-elements-to-3d.css">
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</p>
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<script type="module" src="../resources/threejs-align-html-elements-to-3d.js"></script>
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<script src="/manual/resources/prettify.js"></script>
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<script src="/manual/resources/lesson.js"></script>
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</body>
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</html>
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