利用HTML5繪制點線面組成的3D圖形的示例

 　　玩Canvas玩了有兩三個禮拜了，平面的東西玩來玩去也就那樣，所以就開始折騰3D了。

　　因為Canvas畫布終究還是平面的，所以要有3D就得抽象出一個Z軸。然後再把3D坐標轉換成2D坐標，畫到畫布上，再通過旋轉等變換效果來產生3D感。做3D一般就是由點到線，然後由線到面。

　　【點】

　　點的話，之前我有寫過關於3D的博文 解析3D標簽雲，其實很簡單 ，這篇博文雖然講的是用div實現的3D標簽雲，但是追根到底產生的3D原理是一樣的，就是最簡單的由點構成的3D了。每一個標簽就是一個點。也可以直接看這個DEMO：

　　3DBall

　　裡面的總共有五百個點對象，每個點對象相應的根據他們的Z軸來改變他們的大小和透明度，再平均分布在球面上，就構成了點球體了。

　　【線】

　　如果知道怎麼做點之後，線也就容易了，只要把點連起來就行了。這個沒做DEMO，不過也確實不難。就循環moveTo，然後lineTo，線就出來了。

　　【面】

　　這篇博文主要講面滴。

　　二話不說，先上個DEMO吧 ：

　　3D立方體

　　做一個立方體，我用了三個對象：點對象，面對象，以及立方體本身一個對象：

　　下面這個是點對象，x,y,z是點的三維坐標，_get2d方法是把三維坐標轉換到二維層面來。fallLength是焦距。

　　XML/HTML Code復制內容到剪貼板

　　var Vector = function(x,y,z){

　　this.x = x;

　　this.y = y;

　　this.z = z;

　　this._get2d = function(){

　　var scale = fallLength/(fallLength+this.z);

　　var x = centerX + this.x*scale;

　　var y = centerY + this.y*scale;

　　return {x:x , y:y};

　　}

　　}

　　然後是面對象：

　　面對象的屬性頁很容易理解，一個面就是一個正方形 ， v1v2v3v4是面的四個頂點，zIndex這個屬性很重要，是代表這個面的層級，是在最外面還是在裡面，這個必須要有，這樣當用canvas畫的時候才能讓這個面畫在最前面，才不會被其他的面遮蓋。zIndex的值也很容易理解，就是頂點z軸坐標的平均值，其實也就是中心點的z軸坐標。顏色就是這個面的顏色啦。

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　　var Face = function(vector1,vector2,vector3,vector4,color){

　　this.v1 = vector1;

　　this.v2 = vector2;

　　this.v3 = vector3;

　　this.v4 = vector4;

　　this.color = color;

　　this.zIndex = (this.v1.z + this.v2.z + this.v3.z + this.v4.z)/4;

　　this.draw = function(){

　　ctx.save();

　　ctx.beginPath();

　　ctx.moveTo(this.v1._get2d().x , this.v1._get2d().y);

　　ctx.lineTo(this.v2._get2d().x , this.v2._get2d().y);

　　ctx.lineTo(this.v3._get2d().x , this.v3._get2d().y);

　　ctx.lineTo(this.v4._get2d().x , this.v4._get2d().y);

　　ctx.closePath();

　　// ctx.fillStyle = "rgba("+parseInt(Math.random()*255)+","+parseInt(Math.random()*255)+","+parseInt(Math.random()*255)+",0.2)";

　　ctx.fillStyle = this.color;

　　ctx.fill();

　　}

　　}

　　最後是立方體本身對象：

　　因為立方體最後要旋轉，所以，立方體對象裡面不僅有面對象，還要有點對象，點旋轉後才會引起面的旋轉。length是立方體的邊長，_initVector是初始化立方體的各個頂點，_draw方法就是把所有點形成面，將面放入數組，然後對面進行排序(就是根據面裡的zIndex排序)，排序好後，調用每個面裡的draw方法。立方體就出來了。

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　　var Cube = function(length){

　　this.length = length;

　　this.faces = [];

　　this.vectors = [];

　　}

　　Cube.prototype = {

　　_initVector:function(){

　　this.vectors[0] = new Vector(-this.length/2 , -this.length/2 , this.length/2);

　　this.vectors[1] = new Vector(-this.length/2 , this.length/2 , this.length/2);

　　this.vectors[2] = new Vector(this.length/2 , -this.length/2 , this.length/2);

　　this.vectors[3] = new Vector(this.length/2 , this.length/2 , this.length/2);

　　this.vectors[4] = new Vector(this.length/2 , -this.length/2 , -this.length/2);

　　this.vectors[5] = new Vector(this.length/2 , this.length/2 , -this.length/2);

　　this.vectors[6] = new Vector(-this.length/2 , -this.length/2 , -this.length/2);

　　this.vectors[7] = new Vector(-this.length/2 , this.length/2 , -this.length/2);

　　},

　　_draw:function(){

　　this.faces[0] = new Face(this.vectors[0] , this.vectors[1] , this.vectors[3] , this.vectors[2] , "#6c6");

　　this.faces[1] = new Face(this.vectors[2] , this.vectors[3] , this.vectors[5] , this.vectors[4] , "#6cc");

　　this.faces[2] = new Face(this.vectors[4] , this.vectors[5] , this.vectors[7] , this.vectors[6] , "#cc6");

　　this.faces[3] = new Face(this.vectors[6] , this.vectors[7] , this.vectors[1] , this.vectors[0] , "#c6c");

　　this.faces[4] = new Face(this.vectors[1] , this.vectors[3] , this.vectors[5] , this.vectors[7] , "#666");

　　this.faces[5] = new Face(this.vectors[0] , this.vectors[2] , this.vectors[4] , this.vectors[6] , "#ccc");

　　this.faces.sort(function(a , b){

　　return b.zIndex - a.zIndex;

　　});

　　this.faces.foreach(function(){

　　this.draw();

　　})

　　}

　　}

　　立方體做好了，接下來就可以讓它動起來了。根據鼠標位置改變立方體轉動的角度。rotateX和rotateY方法就是讓所有點繞X軸旋轉以及繞Y軸旋轉。這個的原理我在之前那個博文上好像有說過。。。。如果想了解更多，可以自己去百度一下計算機圖形學3D變換。繞X軸和繞Y軸是最簡單的旋轉矩陣了。當然，如果有興趣的還可以去搜一下繞任意軸旋轉矩陣。。。這個有點復雜，我本來想用它來做個魔方，不過遇到一些問題，暫時還沒解決。好吧，扯遠了。通過rotateX和rotateY兩個方法可以讓每個點獲得下一幀的位置，在動畫循環中重繪。這樣，轉動的立方體就做出來了。

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　　if("addEventListener" in window){

　　window.addEventListener("mousemove" , function(event){

　　var x = event.clientX - canvas.offsetLeft - centerX;

　　var y = event.clientY - canvas.offsetTop - centerY;

　　angleY = x*0.0001;

　　angleX = y*0.0001;

　　});

　　}

　　else {

　　window.attachEvent("onmousemove" , function(event){

　　var x = event.clientX - canvas.offsetLeft - centerX;

　　var y = event.clientY - canvas.offsetTop - centerY;

　　angleY = x*0.0001;

　　angleX = y*0.0001;

　　});

　　}

　　function rotateX(vectors){

　　var cos = Math.cos(angleX);

　　var sin = Math.sin(angleX);

　　vectors.foreach(function(){

　　var y1 = this.y * cos - this.z * sin;

　　var z1 = this.z * cos + this.y * sin;

　　this.y = y1;

　　this.z = z1;

　　});

　　}

　　function rotateY(vectors){

　　var cos = Math.cos(angleY);

　　var sin = Math.sin(angleY);

　　vectors.foreach(function(){

　　var x1 = this.x * cos - this.z * sin;

　　var z1 = this.z * cos + this.x * sin;

　　this.x = x1;

　　this.z = z1;

　　})

　　}

　　cube = new Cube(80);

　　cube._initVector();

　　function initAnimate(){

　　cube._draw();

　　animate();

　　}

　　function animate(){

　　ctx.clearRect(0,0,canvas.width,canvas.height)

　　rotateY(cube.vectors);

　　rotateX(cube.vectors);

　　cube._draw();

　　if("requestAnimationFrame" in window){

　　requestAnimationFrame(animate);