基于HT的CSG功能构建HTML5的3D书架

构造实体几何CSG全称Constructive solid geometry，是3D计算机图形学中构建模型的常用技术，可通过合并Union、相减Subtraction和相交Intersction的三种取集的逻辑运算，将立方体、圆柱体和棱柱等简单的基础模型，嵌套组合成更复杂三维模型。

CSG的算法这些年来已有各种语言平台版本实现，C++版主流的是 http://opencsg.org/ 已有众多基于该开源类库的应用案例，JavaScript语言较早版实现 http://evanw.github.io/csg.js/ 影响较广，很多其他js衍生版都是基于该版本进行改进完善，包括Java版的实现 https://github.com/miho/JCSG ，可参考基于JavaFX的3D打印IDE https://github.com/miho/JFXScad ，提起JavaFX视乎这些年完全消失在程序员视野毫无声息，但还是有一群拥护者持续在使用着如今地位有点尴尬的JavaFX。

回到我们今天要搞的3D书架例子，我们将基于HT for Web的3D引擎来实现，HT已经内置了CSG功能的模型封装，我们通过构建CSGNode图元对象，该类型图元可对Host吸附的图元进行CSG技术的合集、并集和补集的三种操作，一般运用中裁剪的方式较为常用，因此CSGNode默认对Host图元的操作就是裁剪。

上图的例子效果可看出我们构建了一个DataModel数据模型，该模型绑定了一个TreeView树组件和两个Graph3dView的三维组件，上部分的Graph3dView组件添加了VisibleFunc的可见过滤器，隐藏了如下部分的Graph3dView中蓝色立方体图元，这些蓝色立方体图元就是CSGNode，其作用就是用来裁剪其吸附的书架Shelf对象，因此一般在3D编辑器状态下才需要出现，运行时科如上部分Graph3dView组件那样，通过添加可见过滤器将其隐藏，这样就实现了有凹槽可摆放书籍内容的3D书架效果，本例我们作为示例仅放了一本《CSS3 The Missing Manual》，这本书其实是由一个六面体，front面显示了书籍贴图，然后旋转一定角度进行摆放，btw《CSS3 The Missing Manual》第三版是本很不错的CSS书籍，强烈推荐！

书架两边分别摆放了两个不同风格的小书台，通过上图我拖拽改变了蓝色CSGNode图元的位置，大家通过两张图的对比能更直观的体会到CSG的操作效果，玻璃门开关以及相册效果都是直接利用HT for Web的3D引擎提供的模型，通过设置透明度、相片贴图和旋转动画等呢只功能参数即可。

以下是该HT for Web的3D例子的所有JavaScript代码供参考：http://v.youku.com/v_show/id_XODU2MTQ4NjI4.html

ht.Default.setImage('ben12', {

    width: 100,

    height: 50,

    comps: [

        {

            type: 'image',

            name: 'ben1',

            rect: [0, 0, 50, 50]

        },

        {

            type: 'image',

            name: 'ben2',

            rect: [50, 0, 50, 50]

        }

    ]

});            

function init(){

    dm = new ht.DataModel();

    treeView = new ht.widget.TreeView(dm);

    gv1 = new ht.graph3d.Graph3dView(dm);

    gv2 = new ht.graph3d.Graph3dView(dm);

    splitView = new ht.widget.SplitView(gv1, gv2, 'v', 0.6);

    mainSplit = new ht.widget.SplitView(treeView, splitView, 'h', 0.27);   

    view = mainSplit.getView();

    view.className = 'main';

    document.body.appendChild(view);

    window.addEventListener('resize', function (e) {

        mainSplit.invalidate();

    }, false);                         

    gv1.setMoveStep(30);

    gv1.setGridVisible(true);

    gv1.setEye(0, 100, 1000);

    gv1.setCenter(0, 200, 0);

    gv1.pan(0, 100, true);

    gv1.getLabel = function(){

        return null;

    };

    gv1.getBrightness = function(data){

        return null;

    };

    gv1.setVisibleFunc(function(data){

        if(data.showMe){

            return true;

        }

        if(data instanceof ht.CSGNode && data.getHost()){

            return false;

        }

        return true;

    });

    gv2.setMoveStep(30);

    gv2.setEditable(true);

    gv2.setGridVisible(true);

    gv2.setEditable(true);

    gv2.pan(0, 200, true);

    gv2.getLabel = function(){

        return null;

    };                

    initShelf1();

    initShelf2();

    initShelf3();                       

    treeView.expandAll();

    var angle = 0;

    setInterval(function(){

        angle += Math.PI/40;

        earth.r3(0, angle, 0);

        photos.s('dw.angle', angle);

    }, 50);

}            

function initShelf1(){

    var shelf = new ht.CSGNode();

    shelf.s3(500, 400, 120);

    shelf.p3(0, 200, 0);

    shelf.setName('shelf1');

    shelf.s({

        'all.color': '#E5BB77'

    });

    dm.add(shelf);

    for(var i=0; i<2; i++){

        for(var j=0; j<5; j++){

            var clipNode = new ht.CSGNode();

            clipNode.setHost(shelf);

            clipNode.s3(80, 100, 120);

            clipNode.p3(-200+j*100, 340-i*120, 20);

            clipNode.setName('substract-'+i+'-'+j);

            clipNode.s('batch', 'tt');

            clipNode.setParent(shelf);

            dm.add(clipNode);

        }

    }

    var leftNode = new ht.CSGNode();

    leftNode.setHost(shelf);

    leftNode.s3(23, 380, 100);

    leftNode.p3(-255, 200, 0);

    leftNode.setName('substract left');

    leftNode.setParent(shelf);

    dm.add(leftNode);

    var rightNode = new ht.CSGNode();

    rightNode.setHost(shelf);

    rightNode.s3(23, 380, 100);

    rightNode.p3(255, 200, 0);

    rightNode.setName('substract right');

    rightNode.setParent(shelf);

    dm.add(rightNode);

    var bottomNode = new ht.CSGNode();

    bottomNode.setHost(shelf);

    bottomNode.s3(480, 140, 140);

    bottomNode.p3(0, 80, 0);

    bottomNode.setName('substract bottom');

    bottomNode.setParent(shelf);

    dm.add(bottomNode);  

    var topNode = new ht.CSGNode();

    topNode.setHost(shelf);

    topNode.s3(480, 10, 100);

    topNode.p3(0, 400, 0);

    topNode.setName('union top');

    topNode.s('attach.operation', 'union');

    topNode.setParent(shelf);

    dm.add(topNode);  

    var book = new ht.Node();

    book.setName('CSS3: The Missing Manual');

    book.s3(60, 80, 8);

    book.p3(-100, 210, 20);

    book.r3(-Math.PI/6, Math.PI/5, 0);

    book.setIcon('book');

    book.s({

        'front.image': 'book',

        'back.color': 'white',

        'left.color': 'white',

        'all.color': 'gray'

    });

    book.setHost(shelf);

    book.setParent(shelf);

    dm.add(book);                                

}

function initShelf2(){

    var shelf = new ht.CSGNode();

    shelf.s3(120, 240, 120);

    shelf.p3(0, 120, 0);

    shelf.setName('shelf2');

    shelf.s({

        'all.color': '#805642',

        'csg.color': 'yellow',

        'csg.reverse.flip': true

    });

    dm.add(shelf);

    var clipNode = new ht.CSGNode();

    clipNode.setName('shelf2-substract-up');

    clipNode.s3(100, 100, 130);

    clipNode.p3(0, 180, 0);

    clipNode.setHost(shelf);

    clipNode.s('attach.cull', true);

    clipNode.setParent(shelf);

    dm.add(clipNode);

    clipNode = new ht.CSGBox();

    clipNode.setName('CSGBox-Expand-Left');

    clipNode.s3(100, 100, 120);

    clipNode.p3(0, 65, 0.1);

    clipNode.setHost(shelf);

    clipNode.showMe = true;

    clipNode.s({

        'all.visible': false,

        'front.visible': true,

        'front.toggleable': true,

        'front.reverse.flip': true,

        'front.transparent': true,

        'front.end': Math.PI * 0.7,

        'front.color': 'rgba(0, 50, 50, 0.7)'

    });

    clipNode.setParent(shelf);

    clipNode.setFaceExpanded('front', true, true);

    dm.add(clipNode);                

    earth = new ht.Node();

    earth.setName('earth');

    earth.setIcon('earth');

    earth.s3(70, 70, 70);

    earth.p3(0, 50, 0);

    earth.s({

        'shape3d': 'sphere',

        'shape3d.image': 'earth'

    });

    earth.setHost(shelf);

    earth.setParent(shelf);

    dm.add(earth);

    shelf.t3(-360, 0, 50);

    shelf.r3(0, Math.PI/7, 0);

}            

function initShelf3(){

    var shelf = new ht.CSGNode();

    shelf.s3(120, 240, 120);

    shelf.p3(0, 120, 0);

    shelf.setName('shelf3');

    shelf.setIcon('ben');

    shelf.s({

        'all.image': 'brick',

        'all.uv.scale': [2, 4],

        'top.uv.scale': [2, 2],

        'bottom.uv.scale': [2, 2],

        'csg.image': 'ben',

        'csg.blend': 'yellow'

    });

    dm.add(shelf);

    photos = new ht.DoorWindow();

    photos.setName('DoorWindow-Photos');

    photos.setIcon('ben12');

    photos.s3(110, 100, 130);

    photos.p3(5, 180, 0);

    photos.setHost(shelf);

    photos.showMe = true;

    photos.s({

        'bottom.uv': [1,1, 1,0, 0,0, 0,1],

        'bottom.uv.scale': [1, 1],

        'left.uv.scale': [3, 3],

        'top.uv.scale': [2, 2],

        'dw.s3': [0.8, 0.9, 0.05],

        'dw.t3': [0, -5, 0],

        'dw.axis': 'v',

        'dw.toggleable': false,

        'front.image': 'ben1',

        'back.image': 'ben2',

        'all.color': '#F8CE8B'

    });

    photos.setParent(shelf);

    dm.add(photos);

    var clipNode = new ht.CSGBox();

    clipNode.setName('CSGBox-Expand-Top');

    clipNode.s3(100, 100, 120);

    clipNode.p3(0, 65, 0.1);

    clipNode.setHost(shelf);

    clipNode.showMe = true;

    clipNode.s({

        'all.visible': false,

        'front.visible': true,

        'front.color': 'red',

        'front.transparent': true,

        'front.opacity': 0.7,

        'front.reverse.flip': true,

        'front.toggleable': true,

        'front.axis': 'top',

        'front.end': Math.PI * 0.4

    });

    clipNode.setParent(shelf);

    clipNode.setFaceExpanded('front', true, true);

    dm.add(clipNode);                

    shelf.t3(360, 0, 50);

    shelf.r3(0, -Math.PI/7, 0);

}

巴特西

基于HT的CSG功能构建HTML5的3D书架

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