深入理解 Three.js 加载器：如何导入外部模型（GLTF、OBJ、FBX）

深入理解 Three.js 加载器：如何导入外部模型（GLTF、OBJ、FBX）

Three.js 提供了强大的加载器系统，可以轻松地将外部模型（如 GLTF、OBJ、FBX 等格式）加载到场景中，为你的 3D 项目增添真实感。在这篇文章中，我们将深入讲解 Three.js 加载器的使用方法，并结合实际案例展示如何在 Vue 项目中加载和渲染外部模型。

一、了解 Three.js 支持的模型格式

Three.js 支持多种模型格式，常用的有：

• GLTF/GLB：现代化、高效的 3D 模型格式，支持材质、动画和压缩。推荐优先使用。
• OBJ：老牌的 3D 模型格式，只包含几何信息，需搭配 MTL 文件加载材质。
• FBX：常用于动画和复杂模型，但文件体积通常较大。

加载这些模型需要使用对应的加载器，如 GLTFLoader、OBJLoader 和 FBXLoader。

二、在 Vue 项目中集成 Three.js

我们将以 Vue 2 项目为例，演示如何加载和显示外部模型。

1. 安装依赖

首先，通过 npm 安装 Three.js：

npm install three

对于 GLTF 加载器或其他加载器，通常无需单独安装，它们已经包含在 Three.js 的扩展模块中。

三、使用 GLTFLoader 加载 GLTF 模型

GLTF 是现代 Web 3D 应用中最推荐的格式。Three.js 提供了 GLTFLoader，可以轻松加载 GLTF 模型。

1. 下载并准备 GLTF 模型

从 Sketchfab 或其他 3D 模型平台下载一个 .gltf 或 .glb 文件，将其放在项目的 public/models 目录下。

例如：

public/models/example.glb

2. 编写 Vue 组件

以下是一个加载 GLTF 模型的完整示例：

<template>
  <div ref="threeScene" style="width: 100%; height: 100%;"></div>
</template>

<script>
import * as THREE from 'three';
import { GLTFLoader } from 'three/examples/jsm/loaders/GLTFLoader';

export default {
  name: 'GltfLoaderExample',
  data() {
    return {
      scene: null,
      camera: null,
      renderer: null,
      loader: null,
      model: null,
    };
  },
  mounted() {
    this.initThree();
    this.loadModel();
    this.animate();
  },
  methods: {
    initThree() {
      // 创建场景
      this.scene = new THREE.Scene();
      this.scene.background = new THREE.Color(0xaaaaaa);

      // 添加相机
      this.camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);
      this.camera.position.set(0, 2, 5);

      // 添加光源
      const light = new THREE.DirectionalLight(0xffffff, 1);
      light.position.set(5, 5, 5);
      this.scene.add(light);

      // 初始化渲染器
      this.renderer = new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true });
      this.renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
      this.$refs.threeScene.appendChild(this.renderer.domElement);
    },
    loadModel() {
      // 初始化 GLTFLoader
      this.loader = new GLTFLoader();

      // 加载 GLTF 模型
      this.loader.load(
        '/models/example.glb', // 模型路径
        (gltf) => {
          this.model = gltf.scene; // 获取加载的场景
          this.scene.add(this.model); // 添加到 Three.js 场景中
          console.log('模型加载成功', gltf);
        },
        (xhr) => {
          console.log(`模型加载进度：${(xhr.loaded / xhr.total) * 100}%`);
        },
        (error) => {
          console.error('模型加载失败', error);
        }
      );
    },
    animate() {
      requestAnimationFrame(this.animate);

      // 模型动画（旋转效果）
      if (this.model) {
        this.model.rotation.y += 0.01;
      }

      this.renderer.render(this.scene, this.camera);
    },
  },
};
</script>

<style scoped>
div {
  background-color: #000;
}
</style>

3. 效果

运行项目后，你将看到加载的 3D 模型静静地展示在屏幕中央，并缓缓旋转。

四、加载其他格式的模型

1. 使用 OBJLoader 加载 OBJ 模型

OBJ 文件通常配有一个 MTL 文件，用于定义材质。你需要同时加载两个文件。

示例代码：

import { OBJLoader } from 'three/examples/jsm/loaders/OBJLoader';
import { MTLLoader } from 'three/examples/jsm/loaders/MTLLoader';

loadModel() {
  const mtlLoader = new MTLLoader();
  mtlLoader.load('/models/example.mtl', (materials) => {
    materials.preload(); // 预加载材质

    const objLoader = new OBJLoader();
    objLoader.setMaterials(materials); // 设置材质
    objLoader.load(
      '/models/example.obj',
      (obj) => {
        this.scene.add(obj);
        console.log('OBJ 模型加载成功');
      },
      undefined,
      (error) => {
        console.error('OBJ 模型加载失败', error);
      }
    );
  });
}

2. 使用 FBXLoader 加载 FBX 模型

FBX 文件支持动画，可以直接加载并播放。

示例代码：

import { FBXLoader } from 'three/examples/jsm/loaders/FBXLoader';

loadModel() {
  const fbxLoader = new FBXLoader();
  fbxLoader.load(
    '/models/example.fbx',
    (fbx) => {
      fbx.scale.set(0.01, 0.01, 0.01); // 缩放模型
      this.scene.add(fbx);
      console.log('FBX 模型加载成功');
    },
    undefined,
    (error) => {
      console.error('FBX 模型加载失败', error);
    }
  );
}

五、加载模型的常见问题

1. 模型加载后材质丢失

• GLTF 文件：通常材质信息嵌入在 .glb 文件中，不会丢失。
• OBJ 文件：需要确保 .mtl 文件和材质纹理文件路径正确。

2. 模型太大或太小

• 使用 model.scale.set(x, y, z) 调整模型的缩放。

3. 性能问题

• 模型太大时可以使用压缩工具（如 glTF-Pipeline）进行优化。
• 尝试使用材质简化和纹理压缩。

六、总结

通过这篇文章，我们了解了 Three.js 加载器的使用方法，以及如何加载和显示 GLTF、OBJ 和 FBX 等常见格式的外部模型。以下是本篇文章的核心知识点：

1. GLTFLoader 是加载 GLTF 模型的最佳选择，支持动画和压缩。
2. OBJLoader 需要配合 MTL 文件加载材质。
3. FBXLoader 可以直接加载动画丰富的 FBX 模型。
4. 将 Three.js 与 Vue 结合，能够动态控制场景内容，提升交互性。

加载模型后，你可以进一步为其添加动画、交互或光影效果，为你的 3D 应用增添魅力！