我正在尝试在three.js中制作弯曲的3D箭头。为了完成此任务，我创建了一个沿着弯曲路径的Tube和一个形状为圆锥形的Cylinder(通过将radiusTop设置为微小)。他们目前看起来像这样:
我试图将箭头头(圆柱体为圆锥形)放置在电子管的末端，如下所示:(Photoshopped)
我的数学不是很强，对three.js还是很陌生。有人可以帮助我了解如何将两者连接起来吗？
这是我当前的代码:
import T from 'three';
var findY = function(r, x)
{
return Math.sqrt((r * r) - (x * x));
}
var radius = 25;
var x = 0;
var z = 0;
var numberOfPoints = 10;
var interval = (radius/numberOfPoints);
var points = [];
for (var i = numberOfPoints; i >= 0; i--)
{
var y = findY(radius, x);
points.push(new T.Vector3(x, y, z))
x = x + interval;
}
x = x - interval;
for (var i = numberOfPoints - 1 ; i >= 0; i--)
{
y = findY(radius, x) * -1;
points.push(new T.Vector3(x, y, z));
x = x - interval;
}
var path = new T.CatmullRomCurve3(points);
var tubeGeometry = new T.TubeGeometry(
path, //path
10, //segments
radius / 10, //radius
8, //radiusSegments
false //closed
);
var coneGeometry = new T.CylinderGeometry(
radiusTop = 0.1,
radiusBottom = radius/5,
height = 10,
radialSegments = 10,
heightSegments = 10,
openEnded = 1
);
var material = new T.MeshBasicMaterial( { color: 0x00ff00 } );
var tube = new T.Mesh( tubeGeometry, material );
var cone = new T.Mesh( coneGeometry, material );
// Translate and Rotate cone?
最佳答案
当您可以直接在适当位置创建箭头时，请勿为此使用旋转。同样，弯曲的管子也可以用这种方法完成。您只需要它是A,B端点定义的最后一个线段。
令A为尖点，让B为光盘的中心。要创建箭头，您需要2个附加基向量，将它们称为基础光盘的U,V和radius r。通过它们，您可以使用简单的圆形公式创建圆盘点，如下所示:
AB端点 U,V基本向量U,V应该位于箭头的光盘基部中，并且应该彼此垂直。箭头的方向(线|BA|)是圆盘的法线，因此利用叉积，该乘积将垂直向量返回到乘积，因此:W = B-A;
W /= |W|; // unit vector
T = (1,0,0); // temp any non zero vector not parallel to W
if ( |(W.T)|>0.75 ) T = (0,1,0); // if abs dot product of T and W is close to 1 it means they are close to parallel so chose different T
U = (T x W) // U is perpendicular to T,W
V = (U x W) // V is perpendicular to U,W
A,B是三 Angular 形扇形的中心(需要2)，并且光盘基点的计算如下:P(ang) = B + U.r.cos(ang) + V.r.sin(ang)
ang循环遍历整个圆圈，这样您就可以获得足够的点数(通常36个点就足够了)，并从中进行两个三 Angular 形的扇形处理。不要忘记最后一个光盘点必须与第一个光盘点相同，否则ang = 0或360 deg上会出现难看的外观或孔洞。 U,V,W，并从中构造出转换矩阵。原点O将为点B，轴X,Y,Z将为U,V,W，其顺序取决于您的箭头模型。 W应该与模型轴匹配。 U,V可以采用任何顺序。因此，只需将所有矢量复制到它们的位置，然后使用此矩阵进行渲染即可。有关更多信息，请参见:// cross product: W = U x V
W.x=(U.y*V.z)-(U.z*V.y)
W.y=(U.z*V.x)-(U.x*V.z)
W.z=(U.x*V.y)-(U.y*V.x)
// dot product: a = (U.V)
a=U.x*V.x+U.y*V.y+U.z*V.z
// abs of vector a = |U|
a=sqrt((U.x*U.x)+(U.y*U.y)+(U.z*U.z))
void glArrowRoundxy(GLfloat x0,GLfloat y0,GLfloat z0,GLfloat r,GLfloat r0,GLfloat r1,GLfloat a0,GLfloat a1,GLfloat a2)
{
const int _glCircleN=50; // points per circle
const int n=3*_glCircleN;
int i,j,ix,e;
float x,y,z,x1,y1,z1,a,b,da,db=pi2/(_glCircleN-1);
float ux,uy,uz,vx,vy,vz,u,v;
// buffers
GLfloat ptab[6*_glCircleN],*p0,*p1,*n0,*n1,*p;
p0=ptab+(0*_glCircleN); // previous tube segment circle points
p1=ptab+(3*_glCircleN); // actual tube segment circle points
da=+db; if (a0>a1) da=-db; // main angle step direction
ux=0.0; // U is normal to arrow plane
uy=0.0;
uz=1.0;
// arc interpolation a=<a0,a1>
for (e=1,j=0,a=a0;e;j++,a+=da)
{
// end conditions
if ((da>0.0)&&(a>=a1)) { a=a1; e=0; }
if ((da<0.0)&&(a<=a1)) { a=a1; e=0; }
// compute actual tube ceneter
x1=x0+(r*cos(a));
y1=y0+(r*sin(a));
z1=z0;
// V is direction from (x0,y0,z0) to (x1,y1,z1)
vx=x1-x0;
vy=y1-y0;
vz=z1-z0;
// and unit of coarse
b=sqrt((vx*vx)+(vy*vy)+(vz*vz));
if (b>1e-6) b=1.0/b; else b=0.0;
vx*=b;
vy*=b;
vz*=b;
// tube segment
for (ix=0,b=0.0,i=0;i<_glCircleN;i++,b+=db)
{
u=r0*cos(b);
v=r0*sin(b);
p1[ix]=x1+(ux*u)+(vx*v); ix++;
p1[ix]=y1+(uy*u)+(vy*v); ix++;
p1[ix]=z1+(uz*u)+(vz*v); ix++;
}
if (!j)
{
glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);
glVertex3f(x1,y1,z1);
for (ix=0;ix<n;ix+=3) glVertex3fv(p1+ix);
glEnd();
}
else{
glBegin(GL_QUAD_STRIP);
for (ix=0;ix<n;ix+=3)
{
glVertex3fv(p0+ix);
glVertex3fv(p1+ix);
}
glEnd();
}
// swap buffers
p=p0; p0=p1; p1=p;
p=n0; n0=n1; n1=p;
}
// arrowhead a=<a1,a2>
for (ix=0,b=0.0,i=0;i<_glCircleN;i++,b+=db)
{
u=r1*cos(b);
v=r1*sin(b);
p1[ix]=x1+(ux*u)+(vx*v); ix++;
p1[ix]=y1+(uy*u)+(vy*v); ix++;
p1[ix]=z1+(uz*u)+(vz*v); ix++;
}
glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);
glVertex3f(x1,y1,z1);
for (ix=0;ix<n;ix+=3) glVertex3fv(p1+ix);
glEnd();
x1=x0+(r*cos(a2));
y1=y0+(r*sin(a2));
z1=z0;
glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);
glVertex3f(x1,y1,z1);
for (ix=n-3;ix>=0;ix-=3) glVertex3fv(p1+ix);
glEnd();
}
x,y,z和大半径r渲染弯曲的箭头。 r0是管半径，而r1是箭头基准半径。由于没有您的曲线定义，因此我选择了XY平面中的圆。 a0,a1,a2是箭头开始(a0)，箭头开始(a1)和结束(a2)的 Angular 。 pi2只是常量pi2=6.283185307179586476925286766559。ptab,p0,p1在那里，否则您将需要计算两次所有内容。<a0,a1>是整个区间，aa是箭头大小，但在后者中，它将转换为原始约定。我还为照明计算添加了法线。我还添加了线性箭头，如果您得到不同的曲线，则基矢量的计算不利用圆的属性。结果如下://---------------------------------------------------------------------------
const int _glCircleN=50; // points per circle
//---------------------------------------------------------------------------
void glCircleArrowxy(GLfloat x0,GLfloat y0,GLfloat z0,GLfloat r,GLfloat r0,GLfloat r1,GLfloat a0,GLfloat a1,GLfloat aa)
{
double pos[3]={ x0, y0, z0};
double nor[3]={0.0,0.0,1.0};
double bin[3]={1.0,0.0,0.0};
glCircleArrow3D(pos,nor,bin,r,r0,r1,a0,a1,aa);
}
//---------------------------------------------------------------------------
void glCircleArrowyz(GLfloat x0,GLfloat y0,GLfloat z0,GLfloat r,GLfloat r0,GLfloat r1,GLfloat a0,GLfloat a1,GLfloat aa)
{
double pos[3]={ x0, y0, z0};
double nor[3]={1.0,0.0,0.0};
double bin[3]={0.0,1.0,0.0};
glCircleArrow3D(pos,nor,bin,r,r0,r1,a0,a1,aa);
}
//---------------------------------------------------------------------------
void glCircleArrowxz(GLfloat x0,GLfloat y0,GLfloat z0,GLfloat r,GLfloat r0,GLfloat r1,GLfloat a0,GLfloat a1,GLfloat aa)
{
double pos[3]={ x0, y0, z0};
double nor[3]={0.0,1.0,0.0};
double bin[3]={0.0,0.0,1.0};
glCircleArrow3D(pos,nor,bin,r,r0,r1,a0,a1,aa);
}
//---------------------------------------------------------------------------
void glCircleArrow3D(double *pos,double *nor,double *bin,double r,double r0,double r1,double a0,double a1,double aa)
{
// const int _glCircleN=20; // points per circle
int e,i,j,N=3*_glCircleN;
double U[3],V[3],u,v;
double a,b,da,db=pi2/double(_glCircleN-1),a2,rr;
double *ptab,*p0,*p1,*n0,*n1,*pp,p[3],q[3],c[3],n[3],tan[3];
// buffers
ptab=new double [12*_glCircleN]; if (ptab==NULL) return;
p0=ptab+(0*_glCircleN);
n0=ptab+(3*_glCircleN);
p1=ptab+(6*_glCircleN);
n1=ptab+(9*_glCircleN);
// prepare angles
a2=a1; da=db; aa=fabs(aa);
if (a0>a1) { da=-da; aa=-aa; }
a1-=aa;
// compute missing basis vectors
vector_copy(U,nor); // U is normal to arrow plane
vector_mul(tan,nor,bin); // tangent is perpendicular to normal and binormal
// arc interpolation a=<a0,a2>
for (e=0,j=0,a=a0;e<5;j++,a+=da)
{
// end conditions
if (e==0) // e=0
{
if ((da>0.0)&&(a>=a1)) { a=a1; e++; }
if ((da<0.0)&&(a<=a1)) { a=a1; e++; }
rr=r0;
}
else{ // e=1,2,3,4
if ((da>0.0)&&(a>=a2)) { a=a2; e++; }
if ((da<0.0)&&(a<=a2)) { a=a2; e++; }
rr=r1*fabs(divide(a-a2,a2-a1));
}
// compute actual tube segment center c[3]
u=r*cos(a);
v=r*sin(a);
vector_mul(p,bin,u);
vector_mul(q,tan,v);
vector_add(c,p, q);
vector_add(c,c,pos);
// V is unit direction from arrow center to tube segment center
vector_sub(V,c,pos);
vector_one(V,V);
// tube segment interpolation
for (b=0.0,i=0;i<N;i+=3,b+=db)
{
u=cos(b);
v=sin(b);
vector_mul(p,U,u); // normal
vector_mul(q,V,v);
vector_add(n1+i,p,q);
vector_mul(p,n1+i,rr); // vertex
vector_add(p1+i,p,c);
}
if (e>1) // recompute normals for cone
{
for (i=3;i<N;i+=3)
{
vector_sub(p,p0+i ,p1+i);
vector_sub(q,p1+i-3,p1+i);
vector_mul(p,p,q);
vector_one(n1+i,p);
}
vector_sub(p,p0 ,p1);
vector_sub(q,p1+N-3,p1);
vector_mul(p,q,p);
vector_one(n1,p);
if (da>0.0) for (i=0;i<N;i+=3) vector_neg(n1+i,n1+i);
if (e== 3) for (i=0;i<N;i+=3) vector_copy(n0+i,n1+i);
}
// render base disc
if (!j)
{
vector_mul(n,U,V);
glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);
glNormal3dv(n);
glVertex3dv(c);
if (da<0.0) for (i=N-3;i>=0;i-=3) glVertex3dv(p1+i);
else for (i= 0;i< N;i+=3) glVertex3dv(p1+i);
glEnd();
}
// render tube
else{
glBegin(GL_QUAD_STRIP);
if (da<0.0) for (i=0;i<N;i+=3)
{
glNormal3dv(n1+i); glVertex3dv(p1+i);
glNormal3dv(n0+i); glVertex3dv(p0+i);
}
else for (i=0;i<N;i+=3)
{
glNormal3dv(n0+i); glVertex3dv(p0+i);
glNormal3dv(n1+i); glVertex3dv(p1+i);
}
glEnd();
}
// swap buffers
pp=p0; p0=p1; p1=pp;
pp=n0; n0=n1; n1=pp;
// handle r0 -> r1 edge
if (e==1) a-=da;
if ((e==1)||(e==2)||(e==3)) e++;
}
// release buffers
delete[] ptab;
}
//---------------------------------------------------------------------------
void glLinearArrow3D(double *pos,double *dir,double r0,double r1,double l,double al)
{
// const int _glCircleN=20; // points per circle
int e,i,N=3*_glCircleN;
double U[3],V[3],W[3],u,v;
double a,da=pi2/double(_glCircleN-1),r,t;
double *ptab,*p0,*p1,*n1,*pp,p[3],q[3],c[3],n[3];
// buffers
ptab=new double [9*_glCircleN]; if (ptab==NULL) return;
p0=ptab+(0*_glCircleN);
p1=ptab+(3*_glCircleN);
n1=ptab+(6*_glCircleN);
// compute basis vectors
vector_one(W,dir);
vector_ld(p,1.0,0.0,0.0);
vector_ld(q,0.0,1.0,0.0);
vector_ld(n,0.0,0.0,1.0);
a=fabs(vector_mul(W,p)); pp=p; t=a;
a=fabs(vector_mul(W,q)); if (t>a) { pp=q; t=a; }
a=fabs(vector_mul(W,n)); if (t>a) { pp=n; t=a; }
vector_mul(U,W,pp);
vector_mul(V,U,W);
vector_mul(U,V,W);
for (e=0;e<4;e++)
{
// segment center
if (e==0) { t=0.0; r= r0; }
if (e==1) { t=l-al; r= r0; }
if (e==2) { t=l-al; r= r1; }
if (e==3) { t=l; r=0.0; }
vector_mul(c,W,t);
vector_add(c,c,pos);
// tube segment interpolation
for (a=0.0,i=0;i<N;i+=3,a+=da)
{
u=cos(a);
v=sin(a);
vector_mul(p,U,u); // normal
vector_mul(q,V,v);
vector_add(n1+i,p,q);
vector_mul(p,n1+i,r); // vertex
vector_add(p1+i,p,c);
}
if (e>2) // recompute normals for cone
{
for (i=3;i<N;i+=3)
{
vector_sub(p,p0+i ,p1+i);
vector_sub(q,p1+i-3,p1+i);
vector_mul(p,p,q);
vector_one(n1+i,p);
}
vector_sub(p,p0 ,p1);
vector_sub(q,p1+N-3,p1);
vector_mul(p,q,p);
vector_one(n1,p);
}
// render base disc
if (!e)
{
vector_neg(n,W);
glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);
glNormal3dv(n);
glVertex3dv(c);
for (i=0;i<N;i+=3) glVertex3dv(p1+i);
glEnd();
}
// render tube
else{
glBegin(GL_QUAD_STRIP);
for (i=0;i<N;i+=3)
{
glNormal3dv(n1+i);
glVertex3dv(p0+i);
glVertex3dv(p1+i);
}
glEnd();
}
// swap buffers
pp=p0; p0=p1; p1=pp;
}
// release buffers
delete[] ptab;
}
//---------------------------------------------------------------------------
glColor3f(0.5,0.5,0.5);
glCircleArrowyz(+3.5,0.0,0.0,0.5,0.1,0.2,0.0*deg,+270.0*deg,45.0*deg);
glCircleArrowyz(-3.5,0.0,0.0,0.5,0.1,0.2,0.0*deg,-270.0*deg,45.0*deg);
glCircleArrowxz(0.0,+3.5,0.0,0.5,0.1,0.2,0.0*deg,+270.0*deg,45.0*deg);
glCircleArrowxz(0.0,-3.5,0.0,0.5,0.1,0.2,0.0*deg,-270.0*deg,45.0*deg);
glCircleArrowxy(0.0,0.0,+3.5,0.5,0.1,0.2,0.0*deg,+270.0*deg,45.0*deg);
glCircleArrowxy(0.0,0.0,-3.5,0.5,0.1,0.2,0.0*deg,-270.0*deg,45.0*deg);
glColor3f(0.2,0.2,0.2);
glLinearArrow3D(vector_ld(+2.0,0.0,0.0),vector_ld(+1.0,0.0,0.0),0.1,0.2,2.0,0.5);
glLinearArrow3D(vector_ld(-2.0,0.0,0.0),vector_ld(-1.0,0.0,0.0),0.1,0.2,2.0,0.5);
glLinearArrow3D(vector_ld(0.0,+2.0,0.0),vector_ld(0.0,+1.0,0.0),0.1,0.2,2.0,0.5);
glLinearArrow3D(vector_ld(0.0,-2.0,0.0),vector_ld(0.0,-1.0,0.0),0.1,0.2,2.0,0.5);
glLinearArrow3D(vector_ld(0.0,0.0,+2.0),vector_ld(0.0,0.0,+1.0),0.1,0.2,2.0,0.5);
glLinearArrow3D(vector_ld(0.0,0.0,-2.0),vector_ld(0.0,0.0,-1.0),0.1,0.2,2.0,0.5);
vector_mul(a[3],b[3],c[3])是跨产品a = b x cvector_mul(a[3],b[3],c)是标量a = b.c的简单乘法a = vector_mul(b[3],c[3])是点积a = (b.c)vector_one(a[3],b[3])是单位向量a = b/|b|vector_copy(a[3],b[3])只是复制a = bvector_add(a[3],b[3],c[3])正在添加a = b + cvector_sub(a[3],b[3],c[3])减去a = b - cvector_neg(a[3],b[3])是否定a = -bvector_ld(a[3],x,y,z)刚刚加载a = (x,y,z)pos是圆圈箭头的中心位置，而nor是箭头所在平面的法线。 bin是双法线，并且 Angular 从该轴开始。应该垂直于nor。 r,r0,r1是箭头的半径(弯曲，管状，圆锥形)dir是箭头的方向，l是箭头的大小，al是箭头的大小。
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