Three.js可视化系统课程WebGL
Three.js矩阵Matrix4
Three.js 是一个基于 WebGL 的 JavaScript 3D 库，它允许开发者在网页上创建和显示 3D 图形。在 Three.js 中，Matrix4 是一个非常重要的类，用于表示和操作 4x4 的变换矩阵。这些矩阵用于描述物体在 3D 空间中的位置、旋转和缩放。
Matrix4 的基本概念
- 4x4 矩阵：在 Three.js 中，
Matrix4是一个 4x4 的矩阵，用于表示 3D 空间中的仿射变换。仿射变换包括平移、旋转、缩放和剪切等操作。 - 变换：
Matrix4可以用来表示一个物体的变换状态，包括它的位置（平移）、旋转和缩放。 - 链式变换：在 3D 图形学中，物体的最终变换通常是由多个变换矩阵依次作用得到的。这些变换矩阵可以通过矩阵乘法组合起来。
Matrix4 的常用方法
- .makeTranslation(x, y, z) ：创建一个表示平移变换的矩阵。参数
x、y、z分别表示在 X、Y、Z 轴上的平移量。 - .makeRotationX(theta) ：创建一个表示绕 X 轴旋转的矩阵。参数
theta是旋转的角度（以弧度为单位）。 - .makeRotationY(theta) ：创建一个表示绕 Y 轴旋转的矩阵。
- .makeRotationZ(theta) ：创建一个表示绕 Z 轴旋转的矩阵。
- .makeRotationAxis(axis, angle) ：根据给定的轴和角度创建一个旋转矩阵。
axis是一个表示旋转轴的THREE.Vector3对象，angle是旋转的角度（以弧度为单位）。 - .makeScale(x, y, z) ：创建一个表示缩放的矩阵。参数
x、y、z分别表示在 X、Y、Z 轴上的缩放因子。 - .multiply(m) ：将当前矩阵与另一个
Matrix4对象m相乘，并更新当前矩阵。这通常用于组合多个变换。 - .compose(position, quaternion, scale) ：根据位置（
position，一个THREE.Vector3对象）、旋转（quaternion，一个THREE.Quaternion对象）和缩放（scale，一个THREE.Vector3对象）来设置矩阵。 - .decompose(position, quaternion, scale) ：将矩阵分解为位置、旋转和缩放。这些值将分别存储在
position（THREE.Vector3对象）、quaternion（THREE.Quaternion对象）和scale（THREE.Vector3对象）中。
使用 Matrix4 进行变换
在 Three.js 中，通常不会直接使用 Matrix4 来变换物体，而是使用更高级别的抽象，如 Object3D 的 .position、.rotation 和 .scale 属性。然而，了解 Matrix4 的工作原理对于深入理解 Three.js 的内部机制和进行高级自定义变换非常有帮助。
例如，如果你想要将一个物体沿 X 轴平移 10 个单位，你可以这样做：
Javascript
const matrix = new THREE.Matrix4();matrix.makeTranslation(10, 0, 0);// 假设 object 是你想要变换的物体object.applyMatrix4(matrix);
这将把 object 沿 X 轴平移 10 个单位。请注意，使用 applyMatrix4 方法会直接修改物体的变换矩阵，这可能会影响物体的其他变换属性（如位置、旋转和缩放），因此在使用时需要谨慎。
总之，Matrix4 是 Three.js 中进行 3D 变换的基础工具之一。通过理解和使用 Matrix4，你可以更灵活地控制物体在 3D 空间中的位置和姿态。
