本文是关于 three.js 系列文章的一部分。第一篇文章是 three.js 基础。如果你还没看过而且对three.js 还不熟悉，那应该从那里开始，并且了解如何设置开发环境。上一篇文章介绍了 three.js 中的 纹理。

我们开始谈谈three.js中的摄像机. 我们已经在第一篇文章 中涉及到了摄像机的一些知识，这里我们要更深入一些.

在three.js中最常用的摄像机并且之前我们一直用的摄像机是透视摄像机 PerspectiveCamera，它可以提供一个近大远小的3D视觉效果.

PerspectiveCamera 定义了一个 视锥（frustum）。frustum 是一个切掉顶的三角锥或者说实心金字塔型。 说到实心体solid，在这里通常是指一个立方体、一个圆锥、一个球、一个圆柱或锥台。

重新讲一遍这些东西是因为我好久没有在意过了。很多书或者文章提到锥台这个东西的时候我扫一眼就过去了。再了解一下不同几何体会让下面的一些表述变得更为感性...吧😅

PerspectiveCamera通过四个属性来定义一个视锥。near定义了视锥的前端，far定义了后端，fov是视野，通过计算正确的高度来从摄像机的位置获得指定的以near为单位的视野，定义的是视锥的前端和后端的高度。aspect间接地定义了视锥前端和后端的宽度，实际上视锥的宽度是通过高度乘以 aspect 来得到的。

我们借用上一篇文章的场景. 其中包含一个地平面，一个球和一个立方体，我们可以在其中调整摄像机的设置。 我们通过MinMaxGUIHelper来调整near，far的设置。显然near应该总是比far要小。lil-gui 有min和max两个属性可调，然后这两个属性将决定摄像机的设置。

现在我们可以将GUI设置为：

任何时候摄像机的设置变动，我们需要调用摄像机的updateProjectionMatrix来更新设置。我们写一个函数updataCamera，当lil-gui改变了属性的时候会调用它来更新参数。

现在可以调整这些数值来观察这些参数是如何影响摄像机的。注意我们并没有改变aspect，因为这个参数来自于窗口的大小. 如果想调整aspect，只需要开个新窗口然后调整窗口大小就可以了。

即便是这样，观察参数对视野的影响还是挺麻烦的. 所以我们来设置两台摄像机吧! 一台是跟上面一样展现出摄像机中看到的实际场景，另一个则是用来观察这个实际工作的摄像机，然后画出摄像机的视锥.

我们需要用到three.js的剪函数(scissor function)来画两个场景和两个摄像机.

首先让我们用HTML和CSS来定义两个肩并肩的元素. 这也将帮助我们将两个摄像机赋予不同的OrbitControls。

CSS将控制两个视窗并排显示在 canvas 中：

接下来将添加一个CameraHelper, 它可以把摄像机的视锥画出来：

我们现在需要查找到刚刚定义的两个元素：

现在只给第一个视窗中的摄像机分配OrbitControls：

我们定义第二个PerspectiveCamera和OrbitControls：

最后，我们需要使用剪刀功能从每个摄影机的视角渲染场景，以仅渲染画布的一部分。 这个函数接受一个元素，计算这个元素在canvas上的重叠面积，这将设置剪刀函数和视角长宽并返回 aspect ：

我们用这个函数在render中绘制两遍场景

上面的代码还将主辅摄像机的背景色区分开以利观察。

我们可以移除updateCamera了，因为所有的东西在render中更新过了。

现在我们就可以在辅摄像机中观察到主摄像机的视锥轮廓了。

左侧可以看到主摄像机的视角，右侧则是辅摄像机观察主摄像机和主摄像机的视锥轮廓。可以调整near，far，fov和用鼠标移动摄像机来观察视锥轮廓和场景之间的关系.

将near调整到大概20左右，前景就会在视锥中消失。far低于35时，远景也不复存在.

这带来一个问题，为什么不把near设置到0.0000000001然后将far设置成100000000，使得一切都可以尽收眼底? 原因是你的GPU没有足够的精度来决定某个东西是另一个东西的前面还是后面。更糟的是，在默认情况下，离摄像机近的将会更清晰，离摄像机远的模糊，从near到far逐渐过渡。

从上面的例子出发，我们向场景中添加20个球：

把 near 设置成0.00001

调整一下GUI使得能设置到0.00001

你觉得会发生什么？

这就是一个典型的z冲突的例子。GPU没有足够的精度来决定哪个像素在前哪个在后。

如果你的机器太好可能不会出现我说的情况，我把我看到的截图放在这：

解决的方法之一是告诉three.js使用不同的方法计算像素的前后关系。我们可以在创建WebGLRenderer时开启logarithmicDepthBuffer。

这看起来就行了

如果上面的方案不行的话，那你就遇到了为什么不能无脑使用这种解决方案的情况了。截止2018年9月，绝大多数台式机可以，但几乎没有移动设备支持这个功能。

另外，最好别用这种解决方案，因为这会大大降低运行速度。

即便是现在跑得好好地，选择太小的near和太大的far最终也会遇到同样的问题。

所以说你需要选择好好抉择near和far的设置，来和你的场景配合。既不丢失重要的近景，也不让远处的东西消失不见。如果你想渲染一个巨大的场景，不但能看清面前的人的眼睫毛又想看到50公里以外的玩意，你得自己想一个厉害的方案，这里就不涉及了。现在，好好地选个适合的参数就行。

第二种常见的摄像机是正交摄像机 OrthographicCamera，和指定一个视锥不同的是，它需要设置left，right top，bottom，near，和far指定一个长方体，使得视野是平行的而不是透视的。

我们来把上面的例子改成OrthographicCamera, 首先来设置摄像机

我们将left和bottom设置成 -1 right 和 top设成 1，这样就使盒子宽为两个单位，高两个单位。我们接下来通过调整left和top来选择其 aspect 。我们将用zoom属性来调整相机到底展现多少的单位大小。

给GUI添加zoom设置：

listen调用告诉lil-gui去监视属性的变化。写在这里是因为OrbitControls同样可以控制缩放。在这个例子中，鼠标滚轮将会通过OrbitControls控件来控制缩放。

最后更改aspect然后更新摄像机：

现在就可以看到OrthographicCamera工作了。

大多数情况下，绘制2D图像的时候会用到OrthographicCamera。你可以自己决定摄像机的视野大小。比如说你想让 canvas 的一个像素匹配摄像机的一个单位，你可以这么做：

将原点置于中心，令一个像素等于一个单位

或者如果我们想让原点在左上，就像是2D canvas

这样左上角就成了0,0

试试，这样设置摄像机

然后我们载入六个材质，生成六个平面，一一对应。把每一个平面绑定到父对象THREE.Object3D上，以便调整每个平面和左上角原点的相对关系

然后当 canvas 更新后我们更新摄像机设置

planes是THREE.Mesh的数组，每一个对应一个平面。 现在让它随着时间移动

你可以看到图片在其中弹跳，和边际完美契合，就是2D canvas的效果一样

另一个常见的用途是用OrthographicCamera来展示模型的三视图。

上面的截图展示了一个透视图和三个正交视角。

这就是摄像机的基础. 我们在其他的文章中会介绍另外的一些摄像机用法。现在，我们移步到阴影。