three.js通过canvas实现球体世界平面地图文档说明

概况如下:

1、SphereGeometry实现自转的地球;

2、THREE.CatmullRomCurve3实现球体线条地图点确定;

3、THREE.Math.degToRadMath.sinMath.cos实现地图经纬度与三位坐标x,y,z之间的转换;

4、MeshLine用于绘制线条;

5、canvas用于绘制球体世界地图贴图,通过THREE.CanvasTexture引入。

效果图如下:

初始化场景、相机、渲染器,设置相机位置,初始化光源,光源采用HemisphereLight,设置光源位置为场景中心位置,并将光源加入场景中。

// 初始化场景
var scene = new THREE.Scene();
// 初始化相机,第一个参数为摄像机视锥体垂直视野角度,第二个参数为摄像机视锥体长宽比,
// 第三个参数为摄像机视锥体近端面,第四个参数为摄像机视锥体远端面
var camera = new THREE.PerspectiveCamera(20, dom.clientWidth / dom.clientHeight, 1, 100000);
// 设置相机位置,对应参数分别表示x,y,z位置
camera.position.set(0, 0, 200);
var renderer = new THREE.WebGLRenderer({
	  alpha: true,
	  antialias: true
});
// 设置光照
scene.add(new THREE.HemisphereLight('#ffffff', '#ffffff', 1));

设置场景窗口尺寸,并且初始化控制器,窗口尺寸默认与浏览器窗口尺寸保持一致,最后将渲染器加载到dom中。

// 设置窗口尺寸,第一个参数为宽度,第二个参数为高度
renderer.setSize(dom.clientWidth, dom.clientHeight);
// 初始化控制器
var orbitcontrols = new THREE.OrbitControls(camera,renderer.domElement);
// 将渲染器加载到dom中
dom.appendChild(renderer.domElement);

通过canvas定义地球材质。

// canvas画地图函数,因为性能问题,线条不再canvas中实现,w表示宽度,h表示高度,worldPos表示世界地图经纬度信息
var createCanvas = function (w, h, worldPos) {
	var canvas = document.createElement('canvas');
    canvas.width = w;
    canvas.height = h;
    var context = canvas.getContext('2d');
    var centerX = w / 2;
    var centerY = h / 2;
    var average = w / 360;
    // 绘制背景颜色
    context.fillStyle = earthBallColor;
    context.fillRect(0, 0, w, h);
    // canvas中绘制地图方法
    function canvasLineFun (childrenPosition) {
    	context.fillStyle = earthBallPlaneColor;
    	context.moveTo(centerX + childrenPosition[0][0] * average, centerY - childrenPosition[0][1] * average);
    	childrenPosition.forEach(function (posItem) {
    		context.lineTo(centerX + posItem[0] * average, centerY - posItem[1] * average);
    	})
    	context.closePath();
    	context.fill();
    }
    worldPos.forEach(function (item) {
    	canvasLineFun(item);
    })
    return canvas;
}

定义地球及其材质,地球通过SphereGeometry来实现,通过THREE.CanvasTexture来引入canvas创建的贴图。

// 创建地球
earthBall = new THREE.Mesh(new THREE.SphereGeometry(earthBallSize, 50, 50), new THREE.MeshBasicMaterial({
    map: new THREE.CanvasTexture(createCanvas(2048, 1024, worldGeometry)),
    side: THREE.FrontSide
}));
scene.add(earthBall);

标记地点经纬度坐标与三维x,y,z坐标转换方法。

// 经纬度转换函数,longitude表示经度,latitude表示唯独,radius表示球体半径
var getPosition = function (longitude, latitude, radius) {
	// 将经度,纬度转换为rad坐标
	var lg = THREE.Math.degToRad(longitude);
	var lt = THREE.Math.degToRad(latitude);
	var temp = radius * Math.cos(lt);
	// 获取x,y,z坐标
	var x = temp * Math.sin(lg);
	var y = radius * Math.sin(lt);
	var z = temp * Math.cos(lg);
	return {
		x: x,
		y: y,
		z: z
	}
}

绘制世界地图线条方法

// 绘制世界地图线条函数
var drawWorldLine = function (pos, identify) {
	var posArray = [];
	pos.forEach(function (item) {
		var pointPosition = getPosition(item[0] + 90, item[1], earthBallSize);
		posArray.push(new THREE.Vector3(pointPosition.x, pointPosition.y, pointPosition.z));
	})
	// 绘制的线条需要关闭,第二个参数默认为false,表示不关闭
	var curve = new THREE.CatmullRomCurve3(posArray, true);
	var points = curve.getPoints(500);
	var geometry = new THREE.Geometry().setFromPoints(points);
	// 定义线条
	var line = new MeshLine();
	line.setGeometry(geometry);
	// 定义线条材质
	var material = new MeshLineMaterial({
		color: worldLineColor,
		lineWidth: worldLineWidth
	})
	// 绘制地图
    lineGeometryObj['lineGeometry' + identify] = new THREE.Mesh(line.geometry, material);
	// 将地图加入场景
    scene.add(lineGeometryObj['lineGeometry' + identify])
}

获取世界地图经纬度信息及计算绘制球体地图参数方法。

// 获取世界经纬度信息函数
var getWorldGeometry = function () {
	$.ajax({ 
     	type : "GET", //提交方式 
     	url : "./code/world.json",
     	async: false,
     	success : function(response) {//返回数据根据结果进行相应的处理 
     		worldGeometry = [];
     		// 绘制世界地图
	    	response.features.forEach(function (worldItem, worldItemIndex) {
	    		var length = worldItem.geometry.coordinates.length;
	    		var multipleBool = length > 1 ? true : false;
	    		worldItem.geometry.coordinates.forEach(function (worldChildItem, worldChildItemIndex) {
	    			if (multipleBool) {
	    				// 值界可以使用的经纬度信息
	    				if (worldChildItem.length && worldChildItem[0].length == 2) {
	    					worldGeometry.push(worldChildItem);
	    				}
	    				// 需要转换才可以使用的经纬度信息
	    				if (worldChildItem.length && worldChildItem[0].length > 2) {
	    					worldChildItem.forEach(function (countryItem, countryItenIndex) {
	    						worldGeometry.push(countryItem);
	    					})
	    				}
	    			} else {
	    				var countryPos = null;
	    				if (worldChildItem.length > 1) {
	    					countryPos = worldChildItem;
	    				} else {
	    					countryPos = worldChildItem[0];
	    				}
	    				if (countryPos) {
	    					worldGeometry.push(countryPos);
	    				}
	    			}
	    		})
	    	})
     	} 
    })
}

球体地图线条通过position值来实现位置的确认,动画使用requestAnimationFrame来实现。

// 执行函数
var render = function () {
	scene.rotation.y -= 0.01;
    renderer.render(scene, camera);
    orbitcontrols.update();
    requestAnimationFrame(render);
}

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