three.js通过canvas实现球体世界平面地图

概况如下：

1、SphereGeometry实现自转的地球；

2、THREE.CatmullRomCurve3实现球体线条地图点确定；

3、THREE.Math.degToRad，Math.sin，Math.cos实现地图经纬度与三位坐标x，y，z之间的转换；

4、MeshLine用于绘制线条；

5、canvas用于绘制球体世界地图贴图，通过THREE.CanvasTexture引入。

效果图如下：

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初始化场景、相机、渲染器，设置相机位置，初始化光源，光源采用HemisphereLight，设置光源位置为场景中心位置，并将光源加入场景中。

// 初始化场景
var scene = new THREE.Scene();
// 初始化相机，第一个参数为摄像机视锥体垂直视野角度，第二个参数为摄像机视锥体长宽比，
// 第三个参数为摄像机视锥体近端面，第四个参数为摄像机视锥体远端面
var camera = new THREE.PerspectiveCamera(20, dom.clientWidth / dom.clientHeight, 1, 100000);
// 设置相机位置，对应参数分别表示x，y，z位置
camera.position.set(0, 0, 200);
var renderer = new THREE.WebGLRenderer({
      alpha: true,
      antialias: true
});
// 设置光照
scene.add(new THREE.HemisphereLight('#ffffff', '#ffffff', 1));

设置场景窗口尺寸，并且初始化控制器，窗口尺寸默认与浏览器窗口尺寸保持一致，最后将渲染器加载到dom中。

// 设置窗口尺寸，第一个参数为宽度，第二个参数为高度
renderer.setSize(dom.clientWidth, dom.clientHeight);
// 初始化控制器
var orbitcontrols = new THREE.OrbitControls(camera,renderer.domElement);
// 将渲染器加载到dom中
dom.appendChild(renderer.domElement);

通过canvas定义地球材质。

// canvas画地图函数，因为性能问题，线条不再canvas中实现，w表示宽度，h表示高度，worldPos表示世界地图经纬度信息
var createCanvas = function (w, h, worldPos) {
    var canvas = document.createElement('canvas');
    canvas.width = w;
    canvas.height = h;
    var context = canvas.getContext('2d');
    var centerX = w / 2;
    var centerY = h / 2;
    var average = w / 360;
    // 绘制背景颜色
    context.fillStyle = earthBallColor;
    context.fillRect(0, 0, w, h);
    // canvas中绘制地图方法
    function canvasLineFun (childrenPosition) {
        context.fillStyle = earthBallPlaneColor;
        context.moveTo(centerX + childrenPosition[0][0] * average, centerY - childrenPosition[0][1] * average);
        childrenPosition.forEach(function (posItem) {
            context.lineTo(centerX + posItem[0] * average, centerY - posItem[1] * average);
        })
        context.closePath();
        context.fill();
    }
    worldPos.forEach(function (item) {
        canvasLineFun(item);
    })
    return canvas;
}

定义地球及其材质，地球通过SphereGeometry来实现，通过THREE.CanvasTexture来引入canvas创建的贴图。

// 创建地球
earthBall = new THREE.Mesh(new THREE.SphereGeometry(earthBallSize, 50, 50), new THREE.MeshBasicMaterial({
    map: new THREE.CanvasTexture(createCanvas(2048, 1024, worldGeometry)),
    side: THREE.FrontSide
}));
scene.add(earthBall);

标记地点经纬度坐标与三维x，y，z坐标转换方法。

// 经纬度转换函数，longitude表示经度，latitude表示唯独，radius表示球体半径
var getPosition = function (longitude, latitude, radius) {
    // 将经度，纬度转换为rad坐标
    var lg = THREE.Math.degToRad(longitude);
    var lt = THREE.Math.degToRad(latitude);
    var temp = radius * Math.cos(lt);
    // 获取x，y，z坐标
    var x = temp * Math.sin(lg);
    var y = radius * Math.sin(lt);
    var z = temp * Math.cos(lg);
    return {
        x: x,
        y: y,
        z: z
    }
}

绘制世界地图线条方法

// 绘制世界地图线条函数
var drawWorldLine = function (pos, identify) {
    var posArray = [];
    pos.forEach(function (item) {
        var pointPosition = getPosition(item[0] + 90, item[1], earthBallSize);
        posArray.push(new THREE.Vector3(pointPosition.x, pointPosition.y, pointPosition.z));
    })
    // 绘制的线条需要关闭，第二个参数默认为false，表示不关闭
    var curve = new THREE.CatmullRomCurve3(posArray, true);
    var points = curve.getPoints(500);
    var geometry = new THREE.Geometry().setFromPoints(points);
    // 定义线条
    var line = new MeshLine();
    line.setGeometry(geometry);
    // 定义线条材质
    var material = new MeshLineMaterial({
        color: worldLineColor,
        lineWidth: worldLineWidth
    })
    // 绘制地图
    lineGeometryObj['lineGeometry' + identify] = new THREE.Mesh(line.geometry, material);
    // 将地图加入场景
    scene.add(lineGeometryObj['lineGeometry' + identify])
}

获取世界地图经纬度信息及计算绘制球体地图参数方法

// 获取世界经纬度信息函数
var getWorldGeometry = function () {
    $.ajax({ 
         type : "GET", //提交方式 
         url : "./code/world.json",
         async: false,
         success : function(response) {//返回数据根据结果进行相应的处理 
             worldGeometry = [];
             // 绘制世界地图
            response.features.forEach(function (worldItem, worldItemIndex) {
                var length = worldItem.geometry.coordinates.length;
                var multipleBool = length > 1 ? true : false;
                worldItem.geometry.coordinates.forEach(function (worldChildItem, worldChildItemIndex) {
                    if (multipleBool) {
                        // 值界可以使用的经纬度信息
                        if (worldChildItem.length && worldChildItem[0].length == 2) {
                            worldGeometry.push(worldChildItem);
                        }
                        // 需要转换才可以使用的经纬度信息
                        if (worldChildItem.length && worldChildItem[0].length > 2) {
                            worldChildItem.forEach(function (countryItem, countryItenIndex) {
                                worldGeometry.push(countryItem);
                            })
                        }
                    } else {
                        var countryPos = null;
                        if (worldChildItem.length > 1) {
                            countryPos = worldChildItem;
                        } else {
                            countryPos = worldChildItem[0];
                        }
                        if (countryPos) {
                            worldGeometry.push(countryPos);
                        }
                    }
                })
            })
         } 
    })
}

球体地图线条通过position值来实现位置的确认，动画使用requestAnimationFrame来实现。

// 执行函数
var render = function () {
    scene.rotation.y -= 0.01;
    renderer.render(scene, camera);
    orbitcontrols.update();
    requestAnimationFrame(render);
}