three.js cannon.js物理引擎地形生成器和使用指针锁定控件

今天郭先生说一说使用cannon.js物理引擎绘制地形和使用指针锁定控件。效果如下图。线案例请点击博客原文。

这里面的生成地形的插件和指针锁定控件也是cannon.js的作者schteppe封装的，当然也可以自己写一个这样的小插件。好的我们先说说这两个插件的使用方法，然后结合一个小案例应该他们。

1. 地形生成插件

相信一些同学玩过我的世界这款游戏，它的地形就是由好多个规格相同的正方体组成。就像下面这样

那么VoxelLandscape.js能够很好的实现这样的地形生成，我们先来看看生成地形构造函数所需要的参数

voxels = new VoxelLandscape(world,nx,ny,nz,sx,sy,sz);

• world —cannon.js中的CANNON.World()实例
• nx — x方向上地形的块数
• ny — y方向上地形的块数
• nz — z方向上地形的块数
• sx — 小矩形x方向上halfSize
• sy — 小矩形y方向上halfSize
• sz — 小矩形z方向上halfSize

这样就能构建出一个地形，由于我们还没有进行其他操作，它看起来就是一整块矩形，但是它为我们提供了很多方法，比如说setFilled方法（其他的方法可以自行测试），这个方法可以设置哪些矩形块需要填充，哪些不需要填充，使用方法如下

voxels.setFilled(i,j,k),filled);

• i — x方向的第i个
• j — y方向的第j个
• k — z方向的第k个
• filled — 是否需要填充

i,j,k可以确定具体是那一块，filled是一个布尔值，true表示填充，false表示不填充，下面是随机挖空5000次方块的例子。

voxels = new VoxelLandscape(world,58,58,58,0.5,0.5,0.5);
for(let i=0; i<5000; i++) {
    var filled = false;
    voxels.setFilled(Math.floor(Math.random() * 58),Math.floor(Math.random() * 8),Math.floor(Math.random() * 58),filled);
}

这样就可以随心所欲的设置地形了。

2. 指针锁定控件

对于指针锁定控件，three.js已经为我们提供了PointerLockControls方法，它是基于Pointer Lock API实现的，主要用到的方法有请求指针锁定requestPointerLock()、退出指针锁定exitPointerLock()等，下面来说一说这个用于cannon.js的PointerLockControls，他和three的版本又些许区别，看下面代码。

controls = new PointerLockControls( camera , sphereBody );//第一个参数是camera，第二个参数是刚体对象
scene.add( controls.getObject() );//将控制器加入到场景
if(controls) {//如果controls初始化成功
    if(document.pointerLockElement === element || document.mozPointerLockElement === element || document.webkitPointerLockElement === element) {//如果element处于锁定中，则打开controls
        controls.enabled = true;//因为默认enabled为false，所以一般都需要手动打开
        this.$refs.info.style.display = 'none';
    } else {
        controls.enabled = false;
        this.$refs.info.style.display = 'inline-block';
    }
}
controls.update(clock.getDelta() * 1000);//在每次更新物理世界的时候调用controls.update()方法

指针锁定控件使用一个刚体作为camera的载体，可以往camera的移动看起来更加生动（拥有物理特性）。

3. 案例

下面直接上主要案例代码

initCannon() {
    world = new CANNON.World();
    world.quatNormalizeSkip = 0;
    world.quatNormalizeFast = false;
    world.gravity.set(0, -9.8, 0);
    world.broadphase = new CANNON.NaiveBroadphase();
    world.solver.iterations = 10;

    physicsMaterial = new CANNON.Material("slipperyMaterial");
    var physicsContactMaterial = new CANNON.ContactMaterial(physicsMaterial, physicsMaterial, {friction: 0.3, restitution: 0.5});//规定相同的physicsMaterial材质之间的发生接触时的物理参数。
    world.addContactMaterial(physicsContactMaterial);

    var nx = 58, ny = 8, nz = 58, sx = 0.5, sy = 0.5, sz = 0.5;

    const radius = 1.6;

    sphereBody = new CANNON.Body({ //使用球形刚体作为相机载体，让相机拥有质量属性
        mass: 5,
        position: new CANNON.Vec3(nx*sx*0.5,ny*sy+radius*2,nz*sz*0.5),
        shape: new CANNON.Sphere(radius),
        material: physicsMaterial
    });
    sphereBody.linearDamping = 0.9;
    world.addBody(sphereBody);

    groundBody = new CANNON.Body({//地面
        mass: 0,
        position: new CANNON.Vec3(0, -0.1, 0),
        shape: new CANNON.Box(new CANNON.Vec3(200, 0.1, 200)),
        material: physicsMaterial
    });
    world.addBody(groundBody);

    voxels = new VoxelLandscape(world,nx,ny,nz,sx,sy,sz);

    for(var i=0; i<nx; i++){
        for(var j=0; j<ny; j++){
            for(var k=0; k<nz; k++){
                var filled = true;
                if(Math.abs(Math.sin(i / 6)) < j / 5) {
                    filled = false;
                }
                if(Math.abs(Math.sin(k / 6)) < j / 5) {
                    filled = false;
                }

                voxels.setFilled(i,j,k,filled);

            }
        }
    }
    voxels.update();
},

for(var i=0; i<voxels.boxes.length; i++){//创建地形相应的网格，该数据存储在voxels.boxes数组中
    var b = voxels.boxes[i];
    var voxelGeometry = new THREE.BoxBufferGeometry( voxels.sx*b.nx, voxels.sy*b.ny, voxels.sz*b.nz );
    var voxelMesh = new THREE.Mesh( voxelGeometry, new THREE.MeshPhysicalMaterial({color: 0x666666}) );
    voxelMesh.castShadow = true;
    voxelMesh.receiveShadow = true;
    scene.add( voxelMesh );
    boxMeshes.push( voxelMesh );
}

以上就是地形生成器和使用指针锁定控件的使用方法

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