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元宇宙交互：Vue 3 + Babylon.js的VR场景开发

元宇宙交互：Vue 3 + Babylon.js的VR场景开发

欢迎来到元宇宙讲座！

大家好，欢迎来到今天的讲座！今天我们要探讨的是如何使用 Vue 3 和 Babylon.js 来构建一个沉浸式的 VR 场景。如果你对前端开发和 3D 图形感兴趣，那么你来对地方了！我们将一步步带你走进这个充满无限可能的世界。

什么是元宇宙？

元宇宙（Metaverse）是一个虚拟的、持久存在的数字世界，用户可以在其中进行社交、娱乐、工作等活动。想象一下，你戴上 VR 头盔，进入一个由代码构建的世界，与朋友一起玩游戏、参加音乐会，甚至远程办公。这就是元宇宙的魅力所在！

Vue 3 和 Babylon.js 的结合

  • Vue 3 是一个现代的前端框架，以其简洁的语法和高效的性能著称。它可以帮助我们快速构建用户界面。
  • Babylon.js 是一个强大的 3D 引擎，专为 Web 开发设计，支持 WebGL、WebGPU 等技术，能够轻松创建复杂的 3D 场景和交互。

将两者结合，我们可以用 Vue 3 来管理应用的状态和逻辑，而用 Babylon.js 来处理 3D 渲染和交互。这种组合不仅能让开发者更专注于业务逻辑，还能让 3D 内容的开发变得更加简单。

准备工作

在开始之前，确保你已经安装了以下工具：

  • Node.js 和 npm
  • Vue CLI（用于创建 Vue 项目）
  • Babylon.js（可以通过 npm 安装）

你可以通过以下命令安装这些工具：

npm install -g @vue/cli
npm install --save babylonjs

创建 Vue 3 项目

首先，我们使用 Vue CLI 创建一个新的 Vue 3 项目：

vue create my-vr-app
cd my-vr-app

选择默认配置即可。接下来，我们需要安装 Babylon.js：

npm install babylonjs

初始化 Babylon.js 场景

在 src/main.js 中，我们需要引入 Babylon.js 并初始化一个基本的 3D 场景。我们将在 App.vue 中创建一个 <canvas> 元素，并通过 Babylon.js 在其中渲染 3D 内容。

main.js 配置

import { createApp } from 'vue'
import App from './App.vue'
import * as BABYLON from 'babylonjs'

createApp(App).mount('#app')

// 初始化 Babylon.js 场景
const canvas = document.getElementById('renderCanvas')
const engine = new BABYLON.Engine(canvas, true)

function createScene() {
  const scene = new BABYLON.Scene(engine)

  // 创建相机
  const camera = new BABYLON.ArcRotateCamera(
    'camera1',
    Math.PI / 2,
    Math.PI / 4,
    10,
    BABYLON.Vector3.Zero(),
    scene
  )
  camera.attachControl(canvas, true)

  // 创建光源
  const light = new BABYLON.HemisphericLight('light1', new BABYLON.Vector3(0, 1, 0), scene)

  // 创建一个球体
  const sphere = BABYLON.MeshBuilder.CreateSphere('sphere', { diameter: 2 }, scene)
  sphere.position.y = 1

  return scene
}

const scene = createScene()

// 渲染循环
engine.runRenderLoop(() => {
  scene.render()
})

// 监听窗口大小变化
window.addEventListener('resize', () => {
  engine.resize()
})

App.vue 配置

在 App.vue 中，我们只需要添加一个 <canvas> 元素，Babylon.js 会在这个元素中渲染 3D 场景。

<template>
  <div id="app">
    <canvas id="renderCanvas" style="width: 100%; height: 100vh;"></canvas>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  name: 'App'
}
</script>

<style>
body, html {
  margin: 0;
  padding: 0;
  overflow: hidden;
}
</style>

添加交互功能

现在我们已经有了一个基本的 3D 场景，但还没有任何交互功能。为了让用户能够与场景中的物体互动，我们可以使用 Babylon.js 提供的事件系统。

添加点击事件

假设我们希望当用户点击球体时，球体会改变颜色。我们可以在 createScene 函数中为球体添加一个点击事件监听器。

function createScene() {
  const scene = new BABYLON.Scene(engine)

  // 创建相机
  const camera = new BABYLON.ArcRotateCamera(
    'camera1',
    Math.PI / 2,
    Math.PI / 4,
    10,
    BABYLON.Vector3.Zero(),
    scene
  )
  camera.attachControl(canvas, true)

  // 创建光源
  const light = new BABYLON.HemisphericLight('light1', new BABYLON.Vector3(0, 1, 0), scene)

  // 创建一个球体
  const sphere = BABYLON.MeshBuilder.CreateSphere('sphere', { diameter: 2 }, scene)
  sphere.position.y = 1

  // 为球体添加点击事件
  sphere.actionManager = new BABYLON.ActionManager(scene)
  sphere.actionManager.registerAction(
    new BABYLON.ExecuteCodeAction(BABYLON.ActionManager.OnPickTrigger, (evt) => {
      console.log('Sphere clicked!')
      sphere.material = new BABYLON.StandardMaterial('material', scene)
      sphere.material.diffuseColor = new BABYLON.Color3(Math.random(), Math.random(), Math.random())
    })
  )

  return scene
}

使用 Vue 3 管理状态

虽然 Babylon.js 可以处理大部分 3D 逻辑，但我们仍然可以使用 Vue 3 来管理应用的状态。例如，我们可以创建一个按钮，允许用户切换场景中的光照效果。

在 App.vue 中添加按钮

<template>
  <div id="app">
    <button @click="toggleLight">Toggle Light</button>
    <canvas id="renderCanvas" style="width: 100%; height: 100vh;"></canvas>
  </div>
</template>

<script>
import { ref } from 'vue'

export default {
  name: 'App',
  setup() {
    const isLightOn = ref(true)

    const toggleLight = () => {
      isLightOn.value = !isLightOn.value
      if (isLightOn.value) {
        // 启用光照
        light.intensity = 1
      } else {
        // 关闭光照
        light.intensity = 0
      }
    }

    return {
      toggleLight
    }
  }
}
</script>

在 main.js 中暴露光照对象

为了让 Vue 3 能够控制光照，我们需要将 light 对象暴露给 App.vue。我们可以通过 provide 和 inject 来实现这一点。

import { createApp, provide, inject } from 'vue'
import App from './App.vue'
import * as BABYLON from 'babylonjs'

createApp(App).provide('light', light).mount('#app')

// 初始化 Babylon.js 场景
const canvas = document.getElementById('renderCanvas')
const engine = new BABYLON.Engine(canvas, true)

function createScene() {
  const scene = new BABYLON.Scene(engine)

  // 创建相机
  const camera = new BABYLON.ArcRotateCamera(
    'camera1',
    Math.PI / 2,
    Math.PI / 4,
    10,
    BABYLON.Vector3.Zero(),
    scene
  )
  camera.attachControl(canvas, true)

  // 创建光源
  const light = new BABYLON.HemisphericLight('light1', new BABYLON.Vector3(0, 1, 0), scene)
  light.intensity = 1

  // 创建一个球体
  const sphere = BABYLON.MeshBuilder.CreateSphere('sphere', { diameter: 2 }, scene)
  sphere.position.y = 1

  return { scene, light }
}

const { scene, light } = createScene()

// 渲染循环
engine.runRenderLoop(() => {
  scene.render()
})

// 监听窗口大小变化
window.addEventListener('resize', () => {
  engine.resize()
})

进一步优化

现在我们已经实现了一个简单的 VR 场景，并且可以通过 Vue 3 控制光照效果。接下来，我们可以进一步优化这个场景，比如：

  • 添加更多的 3D 模型：你可以使用 Babylon.js 的 MeshBuilder 或者导入外部的 3D 模型文件（如 .glb 或 .obj）。
  • 实现物理引擎：Babylon.js 支持集成物理引擎，可以让物体之间产生真实的碰撞和重力效果。
  • 支持 VR 设备：通过 Babylon.js 的 WebXR 模块，你可以让你的应用支持 VR 头显设备，如 Oculus 或 HTC Vive。

结语

今天我们学习了如何使用 Vue 3 和 Babylon.js 构建一个简单的 VR 场景，并实现了基本的交互功能。虽然这只是一个起点，但你已经掌握了构建元宇宙应用的核心技能。未来，随着技术的发展，元宇宙将会变得越来越真实和复杂，而你现在已经迈出了第一步！

如果你对 3D 开发感兴趣，建议你多阅读 Babylon.js 的官方文档，里面有很多实用的 API 和示例代码。同时，Vue 3 的响应式系统也能帮助你更好地管理应用的状态，提升开发效率。

希望今天的讲座对你有所帮助，期待你在元宇宙中创造出更多精彩的作品！

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