互动应用开发p5.js——WebGL太阳系

简介: WebGL太阳系一、实验内容:完成一个太阳系场景,其中至少有三个球体,一个表示太阳,一个表示地球,一个表示月亮;地球不停地绕太阳旋转,月亮绕地球旋转,星球本身有自转。可添加纹理,纹理自行从网络搜寻。画上星球运动的轨道线,并加上适当的光照效果。提交代码(如有纹理则需要提交纹理图片)和文档,要求简要说明功能点和实现方法;评分标准:星球的自转和公转运动准确;(30分)光照效果合理;(30分)场景丰富美观,可自由增加其他物体和光照,如飞船等;(20分)编码规范,文档说明准确清楚;(20分)

 WebGL太阳系

 

一、实验内容:

完成一个太阳系场景,其中至少有三个球体,一个表示太阳,一个表示地球,一个表示月亮;地球不停地绕太阳旋转,月亮绕地球旋转,星球本身有自转。可添加纹理,纹理自行从网络搜寻。画上星球运动的轨道线,并加上适当的光照效果。提交代码(如有纹理则需要提交纹理图片)和文档,要求简要说明功能点和实现方法;

评分标准:

    1. 星球的自转和公转运动准确;(30分)
    2. 光照效果合理;(30分)
    3. 场景丰富美观,可自由增加其他物体和光照,如飞船等;(20分)
    4. 编码规范,文档说明准确清楚;(20分)

    二、实验说明:

    所有实验是通过 Visual Studio Code引入p5.js包编写,所以首先要去p5.js官网下载相关包,或是在联网状态下把html中引入包的代码改成例如<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/p5.js/1.1.9/p5.js"></script>等。

    三、实验代码:

     

    <!DOCTYPE html>
    <html lang="en">
    <head>
      <meta charset="utf-8">
      <title>sun</title>
      <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/p5.js/1.4.0/p5.js"></script>
      <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/p5.js/1.4.0/addons/p5.sound.js"></script>
    </head>
    <body>
      <script src="sketch.js"></script>
    </body>
    </html>

    image.gif

    let x0 = 0, y0 = 0, z0 = 0,//初始化太阳坐标
      x1 = 0, y1 = 0, z1 = 0,//初始化地球坐标
      x2 = 0, y2 = 0, z2 = 0;//初始化月球坐标
    let revolutionAngle = 20; // 公转角度
    let rotationAngle = 0; // 自转角度
    let revolutionRadius = 300; //公转半径
    let sun, earth, moon; //加载贴图
    let stars = []; // 繁星
    let camX, camY, camZ = 700; // 视口照相机位置
    function preload() {
      sun = loadImage("picture/sun.png");
      earth = loadImage("picture/earth.png");
      moon = loadImage("picture/moon.png");
      sound = loadSound("sound/sound.mp3");
    }
    function setup() {
      let cnv = createCanvas(windowWidth, windowHeight, WEBGL);
      cnv.mousePressed(canvasPressed);//点击鼠标事件播放声音
      //创造繁星
      for (let i = 0; i < 300; i++) {
        stars.push({
          x: 0,
          y: 0,
          offset: Math.random() * 360,
          orbit: (Math.random() + 0.01) * max(width, height),
          radius: Math.random() * 2,
          vx: Math.floor(Math.random() * 10) - 5,
          vy: Math.floor(Math.random() * 10) - 5,
        });
      }
    }
    function draw() {
      clear();
      background(0);
      setLight();
      drawSun();
      drawEarth();
      drawMoon();
      drawStars();
      // 照相机位置
      camX = (mouseX - width / 2) / 10;
      camY = (mouseY - height / 2) / 10;
      camera(camX, camY-300 , camZ+1000, 0, 0, 0, 0, 1, 0);
      noStroke();
      rotationAngle += 0.01;
    }
    function drawSun() {
      push();
      translate(x0, x0, z0);
      fill(0, 255, 255);
      texture(sun);
      pointLight(255, 255, 255, 0, 0, 100000);
      rotateY(rotationAngle / 5);
      sphere(200);
      pop();
      // 地球轨道
      push();
      translate(x0, y0, z0);
      rotateX((PI / 180) * 90);
      fill(240);
      torus(800, 0.7, 240);
      pop();
    }
    function drawEarth() {
      x1 = x0 + 800 * cos(revolutionAngle);
      z1 = z0 + 800 * sin(revolutionAngle);
      push();
      translate(x1, y1, z1);
      rotateY(rotationAngle);
      texture(earth);
      sphere(40);
      pop();
      // 月球轨道
      push();
      translate(x1, y1, z1);
      rotateX((PI / 180) * 90);
      fill(240);
      torus(60, 0.7, 240);
      pop();
      revolutionAngle += 0.005;
    }
    function drawMoon() {
      x2 = x1 + 60 * cos(revolutionAngle * 5);
      z2 = z1 + 60 * sin(revolutionAngle * 5);
      push();
      translate(x2, y2, z2);
      rotateY(-rotationAngle);
      texture(moon);
      sphere(10);
      pop();
    }
    function drawStars() {
      colorMode(RGB, 255, 255, 255, 1);
      for (let i = 0; i < stars.length; i++) {
        let s = stars[i];
        push();
        translate(s.x - width / 2, s.y - height / 3, -1000);
        sphere(5);
        pop();
      }
      update();
    }
    function update() {
      let originX = width / 2;
      let originY = height / 2;
      for (let i = 0; i < stars.length; i++) {
        let s = stars[i];
        let rad = (frameCount * (1 / (s.orbit * 2 + s.offset)) + s.offset) % TAU;
        s.x = originX + cos(rad) * (s.orbit * 2);
        s.y = originY + sin(rad) * s.orbit;
      }
    }
    function setLight() {
      pointLight(255,255,255,0,0,0,500);
      // let dirX = -(mouseX - width / 2);
      // let dirY = -(mouseY - height / 2);
      ambientLight(0);
      //directionalLight(255, 255, 255, dirX, dirY, -250);
    }
    function mouseWheel(event) {
      if (event.deltaY > 0) {
        camZ += 10; 
      } else {
        camZ -= 10;
      }
    }
    function canvasPressed() {
      if (sound.isPlaying()) {
        sound.pause();
      } else {
        sound.play();
      }
    }

    image.gif

    四、实验结果:

    image.gif编辑

    image.gif编辑

    image.gif编辑

    注:需要预加载4个文件,这里需要自行去找3张图片贴图以及音乐

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