波浪地形 · 原理与代码
顶点动画生成地形。
运行逻辑
访问 `/threejs/wave` 时,DemoHost 按 registry 的 `mod: 'wave'` 懒加载 `demos/wave.js`,调用 `mountWave(host, { variant: 'wave' })`。 `createThreeStage` 创建 WebGLRenderer、Scene、PerspectiveCamera 与 OrbitControls,并接上信息面板。 模块用 `S.onFrame` 注册每帧回调。 每个 `requestAnimationFrame`:读取控件值,按速度缩放模拟时钟(dt 上限 50 ms),执行帧回调绘制;返回的读数写入信息面板。 改变参数:颜色/速度/大小等即时生效,需要重建的参数触发重新挂载;离开页面时取消 rAF、移除监听并释放资源。
运行环境
Canvas 2D: 2D 画布绘图; WebGL (three.js): three.js 通过 WebGLRenderer 使用 WebGL; requestAnimationFrame: 与屏幕刷新同步的动画循环; ResizeObserver: 画布随容器尺寸自适应; Pointer Events: 鼠标/触摸/触控笔统一事件; devicePixelRatio: HiDPI 清晰渲染(上限 2×) · react 18.3.1, react-router-dom 6.30.6, vite 5.4.21, three 0.170.0
引入的组件与依赖
three 0.170.0, three/addons/controls/OrbitControls.js 0.170.0, react 18.3.1
引入的组件函数
createThreeStage — 共享 Three.js 舞台:WebGLRenderer、场景、透视相机、OrbitControls、自适应取景与渲染循环; THREE — three.js 命名空间; fmt — 数字格式化(固定小数位); F — 公式块 HTML; S.get — 读取当前控件参数; S.onFrame — 注册每帧回调,返回值进入信息面板读数; THREE.AmbientLight — 环境光; THREE.DirectionalLight — 平行光(太阳光); THREE.PlaneGeometry — 平面几何体; THREE.MeshStandardMaterial — PBR 标准材质; THREE.Mesh — 网格物体(几何体 + 材质)
本 demo 代码
frontend/src/demos/wave.js: wave.js (L1-L54)
代码解释
L4-14: `PARAMS_SPEC`(常量/表)。 L15-15: `W0`(常量/表)。 L16-32: `DOC`(常量/表)。 L34-54: `mountWave`(函数);创建 three.js 对象 `AmbientLight`, `DirectionalLight`, `PlaneGeometry`, `MeshStandardMaterial`, `Mesh`;数学计算用到 `Math.max`, `Math.min`, `Math.round`, `Math.sin`, `Math.cos`;返回读数 `A`, `k`, `lam`, `w`, `y0`, `verts` 给信息面板。
原理
y(x, z, t) = A·sin(k·x + ω·t) + A·cos(0.9k·z + 0.8ω·t) λ = 2π / k,T = 2π / ω 一张平面被切成 N×N 个小格子,每个格点(顶点)的高度 y 每帧按正弦公式重新计算,于是整张网格像海面一样起伏,这叫 顶点动画 。 两组波分别沿 x 和 z 方向传播并叠加,所以波峰会交错出“菱形”图案。 振幅 A 决定浪多高, 波数 k 决定浪有多密(波长 λ 越短), ω 决定浪走多快。 更新完高度后要重新计算法线(computeVertexNormals),光照才会跟着起伏变化。