WebGL地球:无插件3D虚拟地球实现

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"WebGL Earth入门手册是一本关于如何使用WebGL技术创建三维虚拟地球的英文原版书籍。作者Petr Sloup在2011年春季于布拉格的马萨里克大学信息学院完成了这份学士论文。该书详细阐述了无需安装任何插件、扩展或附加组件即可在现代网络浏览器(如Mozilla Firefox 4、Google Chrome 10、最新版Safari或Opera 11.50)中运行的3D虚拟地球的设计与实现。" 在本手册中,作者主要关注以下几个知识点: 1. **WebGL**: WebGL是一种基于OpenGL标准的JavaScript API,用于在任何兼容的Web浏览器中实现交互式3D图形。它允许开发者在网页上直接创建和展示复杂的3D模型和场景,无需借助外部插件。 2. **3D虚拟地球**: 通过WebGL,开发者可以构建一个能够展示全球地理信息的三维地球模型。这包括地形、水体、国家边界等,并且用户可以通过滚动、平移和旋转进行交互。 3. **JavaScript语言**: 作为实现3D虚拟地球的主要编程语言,JavaScript是一种广泛应用于Web开发的脚本语言。在本手册中,JavaScript与WebGL结合,用于处理用户输入、数据加载、渲染和交互逻辑。 4. **浏览器兼容性**: 论文中提到了当时支持WebGL的主流浏览器,如Firefox 4、Chrome 10、Safari和Opera 11.50。随着技术的发展,现在大多数现代浏览器都已支持WebGL,使得这种技术更普及。 5. **设计与实现**: 书中详细介绍了3D虚拟地球的设计思路,包括地球模型的构建、纹理映射、光照处理、交互控制以及性能优化等方面,这些都是实现高质量3D地球的关键。 6. **源代码引用与文献管理**: 作者强调了在编写论文时正确引用和列出所有参考资源的重要性,这是学术研究的基本规范。 7. **项目发布与组织**: 提及了Klokan Technologies GmbH在WebGLEarth项目的发布和组织中提供的帮助,这可能涉及到版本控制、文档维护和社区建设等内容。 通过这本书,读者不仅可以学习到WebGL的基础知识,还能了解到如何将这些技术应用到实际项目中,构建出具有实用价值的3D地球应用程序。对于Web开发人员尤其是对3D图形感兴趣的开发者来说,这是一份宝贵的资源。
2013-08-23 上传
目 录 第1章 WebGL简介 1 1.1 WebGL——一个技术定义 2 1.2 3D图形学——入门 4 1.2.1 3D坐标系 4 1.2.2 网格、多边形和顶点 5 1.2.3 材质、纹理和光源 5 1.2.4 变换与矩阵 6 1.2.5 相机、透视、视口和投影 6 1.2.6 着色器 7 1.3 WebGL原生API 8 1.3.1 WebGL应用结构剖析 9 1.3.2 画布元素与绘制上下文 9 1.3.3 视口 10 1.3.4 Buffer、ArrayBuffer和类型化数组 10 1.3.5 矩阵 11 1.3.6 着色器 12 1.3.7 绘制图元 13 1.4 本章小结 14 第2章 你的第一个WebGL程序 15 2.1 Three.js——一个JavaScript 3D引擎 15 2.2 建立Three.js运行环境 17 2.3 一个简单的Three.js网页 17 2.4 一个真实的3D示例 20 2.4.1 为场景着色 23 2.4.2 添加纹理映射 24 2.4.3 旋转物体 25 2.4.4 循环重绘和requestAnimationFrame() 25 2.4.5 让页面贴近生活 26 2.5 本章小结 27 第3章 图形 28 3.1 Sim.js——一个轻量级的WebGL模拟框架 29 3.2 创建网格 30 3.3 使用材质、纹理和光源 34 3.3.1 光源的种类 35 3.3.2 使用多重纹理创建更具真实感的场景 37 3.3.3 纹理与透明 42 3.4 构建变换层级 42 3.5 创建自定义几何体 46 3.6 点和线的渲染 49 3.6.1 使用粒子系统绘制点 50 3.6.2 线的绘制 52 3.7 编写着色器 53 3.7.1 WebGL着色器基础 53 3.7.2 Three.js中的着色器 55 3.8 本章小结 60 第4章 动画 61 4.1 动画基础 61 4.1.1 帧动画 61 4.1.2 时间动画 62 4.1.3 插值与补间动画 62 4.1.4 关键帧 63 4.1.5 关节动画 64 4.1.6 蒙皮动画 64 4.1.7 目标变形动画 64 4.2 使用Tween.js库来创建补间动画 65 4.2.1 创建一个基本的补间动画 66 4.2.2 带缓动效果的补间动画 68 4.3 为带关节的模型制作关键帧动画 71 4.3.1 载入模型 71 4.3.2 为模型制作动画 73 4.4 材质和光源动画 76 4.5 纹理动画 78 4.6 蒙皮动画和变形动画 80 4.7 本章小结 80 第5章 交互 81 5.1 点击检测、拾取和投影 81   Three.js中的点击检测 82 5.2 处理鼠标移入和点击 85 5.3 处理拖曳 88   在拖曳中使用补间动画 91 5.4 使用点击点和法线信息 91 5.5 基于相机的交互 92 5.5.1 利用镜头控制制作一个模型浏览器 93 5.5.2 场景漫游 95 5.6 本章小结 96 第6章 2D与3D的整合 98 6.1 整合动态HTML和WebGL 99 6.1.1 创建DIV元素弹出层 99 6.1.2 利用2D屏幕坐标为3D物体添加注释 103 6.1.3 为3D场景添加背景图片 104 6.2 在2D页面上插入3D浮层 105 6.3 利用2D Canvas创建动态纹理 107 6.4 使用视频作为纹理 115 6.5 渲染动态3D文字 119 6.6 WebGL中的终极整合 121 6.7 本章小结 123 第7章 实战WebGL 124 7.1 如何选择运行库和框架 124 7.2 载入3D内容 126 7.2.1 COLLADA:数字资产交换格式 126 7.2.2 Three.js中的JSON模型文件格式 130 7.2.3 Three.js二进制模型文件格式 134 7.2.4 压缩3D模型 135 7.2.5 Three.js中的JSON场景文件格式 136 7.3 创建3D内容 137 7.3.1 从Blender中导出3D内容 137 7.3.2 把OBJ文件转换为Three.js JSON文件 139 7.3.3 把OBJ文件转换为Three.js二进制文件 139 7.3.4 其他软件或格式的转换 139 7.4 浏览器支持度 140 7.4.1 检测浏览器的WebGL支持 141 7.4.2 在Safari中开启WebGL支持 142 7.5 处理丢失上下文事件 143 7.6 WebGL的安全性 146 7.7 本章小结 149 第8章 你的第一个WebGL游戏 150 8.1 构建游戏的各个部分 151 8.1.1 相机、角色和控制 152 8.1.2 美术设计 159 8.1.3 模型预览器 161 8.1.4 创建粒子系统 163 8.1.5 添加声音 166 8.2 万物归一 167 8.3 本章小结 180 后记 181 附录A WebGL在线资源 183