threejs包围盒Box3介绍及使用

threejs yekong

threejs包围盒Box3介绍及使用

three.js中的Box3是一个用于表示3D空间中的轴对齐包围盒(Axis-Aligned Bounding Box, AABB)的类。它主要用于表示物体在世界坐标中的边界框,方便开发者判断物体与物体、物体与平面、物体与点之间的空间关系,如相交、包含等。Box3的使用可以提高碰撞检测、视锥体剔除等计算的效率。

构造函数

Box3的构造函数接受两个Vector3类型的参数,分别代表包围盒在3D空间中各个维度的最小值和最大值:

var box = new THREE.Box3(new THREE.Vector3(-2, -2, -2), new THREE.Vector3(2, 2, 2));

这个例子创建了一个中心点在(0, 0, 0),长宽高均为4的包围盒。

属性和方法

Box3提供了一系列属性和方法来操作和查询包围盒:

  • 属性Box3minmax两个属性,分别存储了包围盒的最小坐标点和最大坐标点。

  • 方法

    • .setFromObject(object):根据传入的Object3D对象及其子对象计算包围盒的大小,使得这些对象完全被包围盒包含。
    • .containsBox(box):判断当前包围盒是否完全包含另一个Box3
    • .intersectsBox(box):判断当前包围盒是否与另一个Box3相交。
    • .expandByPoint(point):扩展包围盒的边界,使得指定的点被包围盒包含。
    • .expandByScalar(scalar):按指定的比例扩展包围盒的每个维度。
    • .expandByVector(vector):按指定向量的每个维度的值扩展包围盒。

应用示例

在three.js中,Box3常用于场景中的碰撞检测、视锥体剔除等场景。例如,通过Box3可以轻松判断一个物体是否在摄像机的视野内,从而决定是否渲染该物体。此外,Box3也常用于动态物体的碰撞检测,通过计算物体的包围盒并判断它们是否相交,可以实现简单的碰撞响应。

// 创建一个立方体和一个球形网格,并添加到场景中
var boxGeometry = new THREE.BoxGeometry(30, 30, 30);
var sphereGeometry = new THREE.SphereGeometry(3, 30, 20);
var sphereMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial();
var box = new THREE.Mesh(boxGeometry, 0x0000ff); // 立方体网格
var sphere = new THREE.Mesh(sphereGeometry, sphereMaterial); // 球形网格
scene.add(box);
scene.add(sphere);

// 根据几何体生成包围盒
var box3 = new THREE.Box3().setFromObject(box);
var sphereBox3 = new THREE.Box3().setFromObject(sphere);

// 判断包围盒之间的关系
if (box3.containsBox(sphereBox3)) {
  // 如果box3包含sphereBox3
  sphere.material.color = new THREE.Color(0x00ff00);
} else if (box3.intersectsBox(sphereBox3)) {
  // 如果box3交于sphereBox3
  sphere.material.color = new THREE.Color(0xff00ff);
} else {
  // 如果sphereBox3在box3之外
  sphere.material.color = new THREE.Color(0xffaa00);
}

获取包围盒中心和大小

// 创建一个Box3实例
var box3 = new THREE.Box3();

// 使用.setFromObject()方法计算传入模型的最小包围盒
box3.setFromObject(yourModel);

// 获取包围盒的尺寸
var size = new THREE.Vector3();
box3.getSize(size);
console.log("包围盒尺寸:", size);

// 获取包围盒的中心
var center = new THREE.Vector3();
box3.getCenter(center);
console.log("包围盒中心:", center);

通过上述代码,可以动态地根据两个物体的空间关系改变物体的颜色,这在游戏开发、交互设计等领域有广泛的应用。

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