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threejs/manual/zh/align-html-elements-to-3d.html

684 lines
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<!DOCTYPE html>
<html lang="zh">
<head>
<meta charset="utf-8">
<title>对齐HTML元素到3D对象</title>
<meta name="viewport" content="width=device-width, user-scalable=no, minimum-scale=1.0, maximum-scale=1.0">
<meta name="twitter:card" content="summary_large_image">
<meta name="twitter:site" content="@threejs">
<meta name="twitter:title" content="Three.js – Aligning HTML Elements to 3D">
<meta property="og:image" content="https://threejs.org/files/share.png">
<link rel="shortcut icon" href="/files/favicon_white.ico" media="(prefers-color-scheme: dark)">
<link rel="shortcut icon" href="/files/favicon.ico" media="(prefers-color-scheme: light)">
<link rel="stylesheet" href="/manual/resources/lesson.css">
<link rel="stylesheet" href="/manual/resources/lang.css">
<!-- Import maps polyfill -->
<!-- Remove this when import maps will be widely supported -->
<script async src="https://unpkg.com/es-module-shims@1.3.6/dist/es-module-shims.js"></script>
<script type="importmap">
{
"imports": {
"three": "../../build/three.module.js"
}
}
</script>
<link rel="stylesheet" href="/manual/zh/lang.css">
</head>
<body>
<div class="container">
<div class="lesson-title">
<h1>对齐HTML元素到3D对象</h1>
</div>
<div class="lesson">
<div class="lesson-main">
<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。
</p>
<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>
<ul>
<li>
<p>使用 3D 文本</p>
<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
class="notranslate" translate="no">TextGeometry</code></a> 可以
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>
</li>
<li>
<p>使用带2D文本的纹理图</p>
<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
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>
</li>
<li>
<p>使用HTML元素并定位它们以匹配3D场景</p>
<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>
</li>
</ul>
<p>本文将介绍上述的最后一种方法。</p>
<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>
<p>我们会添加一个 <a href="/docs/#examples/controls/OrbitControls"><code class="notranslate"
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>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">
import * as THREE from 'three';
+import {OrbitControls} from 'three/addons/controls/OrbitControls.js';</pre>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">
const controls = new OrbitControls(camera, canvas);
controls.target.set(0, 0, 0);
controls.update();</pre>
<p>我们需要提供一个HTML元素来包含我们的标签元素。</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-html" translate="no">
&lt;body&gt;
- &lt;canvas id="c"&gt;&lt;/canvas&gt;
+ &lt;div id="container"&gt;
+ &lt;canvas id="c"&gt;&lt;/canvas&gt;
+ &lt;div id="labels"&gt;&lt;/div&gt;
+ &lt;/div&gt;
&lt;/body&gt;</pre>
<p>通过将Canvas元素和 <code class="notranslate" translate="no">&lt;div id="labels"&gt;</code>
放在一个父元素里面，我们可以用这个CSS让它们重叠。</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-css" translate="no">
#c {
- width: 100%;
- height: 100%;
+ width: 100%; /* 让我们的容器决定尺寸 */
+ height: 100%;
display: block;
}
+#container {
+ position: relative; /* 作为子元素的相对定位元素 */
+ width: 100%;
+ height: 100%;
+ overflow: hidden;
+}
+#labels {
+ position: absolute; /* 把Label定位在容器内 */
+ left: 0; /* 默认定位在左上角 */
+ top: 0;
+ color: white;
+}</pre>
<p>让我们也为Label本身添加一些CSS。</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-css" translate="no">
#labels&gt;div {
position: absolute; /* 让我们的容器决定尺寸 */
left: 0; /* 默认定位在左上角 */
top: 0;
cursor: pointer; /* 当悬浮时，变为一个小手 */
font-size: large;
user-select: none; /* 不允许文字被选中 */
text-shadow: /* 创造一个黑色阴影 */
-1px -1px 0 #000,
0 -1px 0 #000,
1px -1px 0 #000,
1px 0 0 #000,
1px 1px 0 #000,
0 1px 0 #000,
-1px 1px 0 #000,
-1px 0 0 #000;
}
#labels&gt;div:hover {
color: red;
}</pre>
<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"
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>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">
+const labelContainerElem = document.querySelector('#labels');
-function makeInstance(geometry, color, x) {
+function makeInstance(geometry, color, x, name) {
const material = new THREE.MeshPhongMaterial({color});
const cube = new THREE.Mesh(geometry, material);
scene.add(cube);
cube.position.x = x;
+ const elem = document.createElement('div');
+ elem.textContent = name;
+ labelContainerElem.appendChild(elem);
- return cube;
+ return {cube, elem};
}</pre>
<p>你可以发现，我们正添加一个 <code class="notranslate" translate="no">&lt;div&gt;</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
class="notranslate" translate="no">cube</code>和Label元素<code class="notranslate" translate="no">elem</code>。
</p>
<p>为了调用它，我们需要为每一个立方体起个名字</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">
const cubes = [
- makeInstance(geometry, 0x44aa88, 0),
- makeInstance(geometry, 0x8844aa, -2),
- makeInstance(geometry, 0xaa8844, 2),
+ makeInstance(geometry, 0x44aa88, 0, 'Aqua'),
+ makeInstance(geometry, 0x8844aa, -2, 'Purple'),
+ makeInstance(geometry, 0xaa8844, 2, 'Gold'),
];</pre>
<p>剩下的就是在渲染时定位Label元素。</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">const tempV = new THREE.Vector3();
...
-cubes.forEach((cube, ndx) =&gt; {
+cubes.forEach((cubeInfo, ndx) =&gt; {
+ const {cube, elem} = cubeInfo;
const speed = 1 + ndx * .1;
const rot = time * speed;
cube.rotation.x = rot;
cube.rotation.y = rot;
+ // 获取立方体中心的位置
+ cube.updateWorldMatrix(true, false);
+ cube.getWorldPosition(tempV);
+
+ // 获取标准化屏幕坐标，x和y都会在-1和1区间
+ // x = -1 表示在最左侧
+ // y = -1 表示在最底部
+ tempV.project(camera);
+
+ // 将标准屏幕坐标转化为CSS坐标
+ 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
+ elem.style.transform = `translate(-50%, -50%) translate(${x}px,${y}px)`;
});</pre>
<p>这样我们就有了与物体对齐的Label。</p>
<p></p>
<div translate="no" class="threejs_example_container notranslate">
<div><iframe class="threejs_example notranslate" translate="no" style=" "
src="/manual/examples/resources/editor.html?url=/manual/examples/align-html-to-3d.html"></iframe></div>
<a class="threejs_center" href="/manual/examples/align-html-to-3d.html" target="_blank">点击在新窗口打开</a>
</div>
<p></p>
<p>这里有一些问题我们需要处理。</p>
<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>
<div class="threejs_center"><img src="../resources/images/overlapping-labels.png" style="width: 307px;"></div>
<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>
<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"
translate="no">RayCaster</code>来告诉我们和哪些对象相交了。
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。
</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">const tempV = new THREE.Vector3();
+const raycaster = new THREE.Raycaster();
...
cubes.forEach((cubeInfo, ndx) =&gt; {
const {cube, elem} = cubeInfo;
const speed = 1 + ndx * .1;
const rot = time * speed;
cube.rotation.x = rot;
cube.rotation.y = rot;
// 获取立方体中心的位置
cube.updateWorldMatrix(true, false);
cube.getWorldPosition(tempV);
// 获取标准化屏幕坐标，x和y都会在-1和1区间
// x = -1 表示在最左侧
// y = -1 表示在最底部
tempV.project(camera);
+ // 调用Raycast获取所有相交的物体
+ // 以相机为起点，物体为终点
+ raycaster.setFromCamera(tempV, camera);
+ const intersectedObjects = raycaster.intersectObjects(scene.children);
+ // 如果第一个相交的是此物体，那么就是可见的
+ const show = intersectedObjects.length &amp;&amp; cube === intersectedObjects[0].object;
+
+ if (!show) {
+ // 隐藏Label
+ elem.style.display = 'none';
+ } else {
+ // 显示Label
+ elem.style.display = '';
// 将标准屏幕坐标转化为CSS坐标
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
elem.style.transform = `translate(-50%, -50%) translate(${x}px,${y}px)`;
+ }
});</pre>
<p>这解决了重叠问题。</p>
<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>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">- if (!show) {
+ if (!show || Math.abs(tempV.z) &gt; 1) {
// 隐藏Label
elem.style.display = 'none';</pre>
<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>
值，它从-1开始，也就是相机视锥体的 <code class="notranslate" translate="no">near</code> 值，
+1结束，也就是相机视锥体的 <code class="notranslate" translate="no">far</code>值。</p>
<p></p>
<div translate="no" class="threejs_example_container notranslate">
<div><iframe class="threejs_example notranslate" translate="no" style=" "
src="/manual/examples/resources/editor.html?url=/manual/examples/align-html-to-3d-w-hiding.html"></iframe>
</div>
<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>
<p></p>
<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>
<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>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">// 初始化
const frustum = new THREE.Frustum();
const viewProjection = new THREE.Matrix4();
...
// 在检查前
camera.updateMatrix();
camera.updateMatrixWorld();
camera.matrixWorldInverse.copy(camera.matrixWorld).invert();
...
// 然后，对每一个Mesh
someMesh.updateMatrix();
someMesh.updateMatrixWorld();
viewProjection.multiplyMatrices(
camera.projectionMatrix, camera.matrixWorldInverse);
frustum.setFromProjectionMatrix(viewProjection);
const inFrustum = frustum.contains(someMesh));</pre>
<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>
<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>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">const cubes = [
- makeInstance(geometry, 0x44aa88, 0, 'Aqua'),
- makeInstance(geometry, 0x8844aa, -2, 'Purple'),
- makeInstance(geometry, 0xaa8844, 2, 'Gold'),
+ makeInstance(geometry, 0x44aa88, 0, 'Aqua Colored Box'),
+ makeInstance(geometry, 0x8844aa, -2, 'Purple Colored Box'),
+ makeInstance(geometry, 0xaa8844, 2, 'Gold Colored Box'),
];</pre>
<p>然后设置CSS让它们不换行</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-css" translate="no">#labels&gt;div {
+ white-space: nowrap;</pre>
<p>然后我们可能就会遇到这个问题</p>
<div class="threejs_center"><img src="../resources/images/label-sorting-issue.png" style="width: 401px;">
</div>
<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>
<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
class="notranslate" translate="no">z</code> 值，
-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，
<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。
</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">// 将标准屏幕坐标转化为CSS坐标
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
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>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"
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
href="https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/CSS/CSS_Positioning/Understanding_z_index/The_stacking_context">层叠上下文</a>
</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-css" translate="no">#labels {
position: absolute; /* 把自己定位在容器内 */
+ 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 */
left: 0; /* 默认定位在左上角 */
top: 0;
color: white;
z-index: 0;
}</pre>
<p>现在Label应该总是按正确的顺序排列。</p>
<p></p>
<div translate="no" class="threejs_example_container notranslate">
<div><iframe class="threejs_example notranslate" translate="no" style=" "
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>
<p></p>
<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>
<p>我找到 <a href="http://thematicmapping.org/downloads/world_borders.php">这些数据</a>，
包含了各个国家的边界信息，用的协议是
<a href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/">CC-BY-SA</a>。
</p>
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>
<div class="threejs_center"><img src="../examples/resources/data/world/country-outlines-4k.png"
style="background: black; width: 700px"></div>
<p>JSON数据是一个类似这样结构的数组</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-json" translate="no">[
{
"name": "Algeria",
"min": [
-8.667223,
18.976387
],
"max": [
11.986475,
37.091385
],
"area": 238174,
"lat": 28.163,
"lon": 2.632,
"population": {
"2005": 32854159
}
},
...</pre>
<p>其中min,max,lat,lon都是经纬度信息。</p>
<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
相同的解决办法，和 <a href="rendering-on-demand.html">按需渲染</a> 方案一样。</p>
<p>第一件事是创建一个球体，并且使用轮廓纹理。</p>
<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);
const material = new THREE.MeshBasicMaterial({map: texture});
scene.add(new THREE.Mesh(geometry, material));
}</pre>
<p>然后我们先创建一个loader，来加载JSON文件</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">async function loadJSON(url) {
const req = await fetch(url);
return req.json();
}</pre>
<p>然后调用</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">let countryInfos;
async function loadCountryData() {
countryInfos = await loadJSON('resources/data/world/country-info.json');
...
}
requestRenderIfNotRequested();
}
loadCountryData();</pre>
<p>现在让我们用这些数据来生成和放置Labels</p>
<p>在这一篇文章 <a href="optimize-lots-of-objects.html">优化大量对象</a>，
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>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">const lonFudge = Math.PI * 1.5;
const latFudge = Math.PI;
// 这些小工具会使得盒模型定位非常容易
// 我们可以旋转lonHelper Y轴上的分量到经度上
const lonHelper = new THREE.Object3D();
// 我们可以旋转latHelper X轴上的分量到纬度上
const latHelper = new THREE.Object3D();
lonHelper.add(latHelper);
// positionHelper将对象移动到球体的边缘
const positionHelper = new THREE.Object3D();
positionHelper.position.z = 1;
latHelper.add(positionHelper);</pre>
<p>我们将使用它去计算每一个Label的位置</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">const labelParentElem = document.querySelector('#labels');
for (const countryInfo of countryInfos) {
const {lat, lon, name} = countryInfo;
// 调整helper，旋转指向经纬度点的位置
lonHelper.rotation.y = THREE.MathUtils.degToRad(lon) + lonFudge;
latHelper.rotation.x = THREE.MathUtils.degToRad(lat) + latFudge;
// 获取经纬度位置
positionHelper.updateWorldMatrix(true, false);
const position = new THREE.Vector3();
positionHelper.getWorldPosition(position);
countryInfo.position = position;
// 给每一个国家添加一个Label
const elem = document.createElement('div');
elem.textContent = name;
labelParentElem.appendChild(elem);
countryInfo.elem = elem;</pre>
<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"
translate="no">countryInfos</code>,
对于我们添加的每个国家/地区都有一个 <code class="notranslate" translate="no">elem</code>
属性代表Label元素 和一个 <code class="notranslate" translate="no">position</code> 代表它的位置。</p>
<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>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">const tempV = new THREE.Vector3();
function updateLabels() {
// 如果JSON文件还没加载进来，就退出
if (!countryInfos) {
return;
}
for (const countryInfo of countryInfos) {
const {position, elem} = countryInfo;
// 获取标准化屏幕坐标，x和y都会在-1和1区间
// x = -1 表示在最左侧
// y = -1 表示在最底部
tempV.copy(position);
tempV.project(camera);
// 将标准屏幕坐标转化为CSS坐标
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
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>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>
<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>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">function render() {
renderRequested = false;
if (resizeRendererToDisplaySize(renderer)) {
const canvas = renderer.domElement;
camera.aspect = canvas.clientWidth / canvas.clientHeight;
camera.updateProjectionMatrix();
}
controls.update();
+ updateLabels();
renderer.render(scene, camera);
}</pre>
<p>这就是我们得到的结果</p>
<p></p>
<div translate="no" class="threejs_example_container notranslate">
<div><iframe class="threejs_example notranslate" translate="no" style=" "
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>
<p>整出了密集恐惧症！</p>
<p>现在有两个问题：</p>
<ol>
<li>
<p>出现了背对我们的Label</p>
</li>
<li>
<p>Label真的太多了</p>
</li>
</ol>
<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();
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
+ 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;
+ // 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
+ cameraToPoint.copy(position);
+ 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
+ // 0 = 相对于相机而言，位于球体的边缘
+ // &lt; 0 = 远离相机
+ const dot = tempV.dot(cameraToPoint);
+
+ // 如果方向不面向我们，隐藏它
+ if (dot &lt; minVisibleDot) {
+ elem.style.display = 'none';
+ continue;
+ }
+
+ // 将元素恢复为其默认显示样式
+ elem.style.display = '';
// 获取标准化屏幕坐标，x和y都会在-1和1区间
// x = -1 表示在最左侧
// y = -1 表示在最底部
tempV.copy(position);
tempV.project(camera);
// 将标准屏幕坐标转化为CSS坐标
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>
<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>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">const labelParentElem = document.querySelector('#labels');
for (const countryInfo of countryInfos) {
const {lat, lon, min, max, name} = countryInfo;
// 调整helper，旋转指向经纬度点的位置
lonHelper.rotation.y = THREE.MathUtils.degToRad(lon) + lonFudge;
latHelper.rotation.x = THREE.MathUtils.degToRad(lat) + latFudge;
// 获取经纬度位置
positionHelper.updateWorldMatrix(true, false);
const position = new THREE.Vector3();
positionHelper.getWorldPosition(position);
countryInfo.position = position;
+ // 计算每个国家的面积
+ const width = max[0] - min[0];
+ const height = max[1] - min[1];
+ const area = width * height;
+ countryInfo.area = area;
// a给每一个国家添加一个Label
const elem = document.createElement('div');
elem.textContent = name;
labelParentElem.appendChild(elem);
countryInfo.elem = elem;
}</pre>
<p>然后在渲染时让我们根据区域来决定是否显示Label</p>
<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
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?
+ if (area &lt; 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>
<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,
+};
+const gui = new GUI({width: 300});
+gui.add(settings, 'minArea', 0, 50).onChange(requestRenderIfNotRequested);
+gui.add(settings, 'maxVisibleDot', -1, 1, 0.01).onChange(requestRenderIfNotRequested);
function updateLabels() {
if (!countryInfos) {
return;
}
- const large = 20 * 20;
- const maxVisibleDot = -0.2;
+ const large = settings.minArea * settings.minArea;
// 获取表示相机相对方向的变换矩阵
normalMatrix.getNormalMatrix(camera.matrixWorldInverse);
// 获取相机的世界坐标
camera.getWorldPosition(cameraPosition);
for (const countryInfo of countryInfos) {
...
// 如果方向不面向我们，隐藏它
- if (dot &gt; maxVisibleDot) {
+ if (dot &gt; settings.maxVisibleDot) {
elem.style.display = 'none';
continue;
}</pre>
<p>结果出来了</p>
<p></p>
<div translate="no" class="threejs_example_container notranslate">
<div><iframe class="threejs_example notranslate" translate="no" style=" "
src="/manual/examples/resources/editor.html?url=/manual/examples/align-html-elements-to-3d-globe.html"></iframe>
</div>
<a class="threejs_center" href="/manual/examples/align-html-elements-to-3d-globe.html"
target="_blank">点击在新窗口打开</a>
</div>
<p></p>
<p>你可以看到，随着你的旋转，后面地球的Label消失了。
调整 <code class="notranslate" translate="no">minVisibleDot</code> 可以查看阈值的变化。
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>
</div>
<p>
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。
</p>
<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>
<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>
</div>
</div>
</div>
<p>
<link rel="stylesheet" href="../resources/threejs-align-html-elements-to-3d.css">
</p>
<script type="module" src="../resources/threejs-align-html-elements-to-3d.js"></script>
<script src="/manual/resources/prettify.js"></script>
<script src="/manual/resources/lesson.js"></script>
</body>
</html>