Three.js 系统学习指南

学习 Three.js 是一个从理解3D编程基础到能够开发复杂交互应用的渐进过程。以下将分三个阶段详细阐述学习要点、核心技能与实战目标，帮助你构建清晰的学习路径。

第一阶段：基础入门—— 理解范式，让场景动起来

此阶段的目标是建立对 Three.js 和3D编程的基本认知，成功创建并运行你的第一个动态场景。重点不在于立即制作复杂效果，而在于打通“场景(Scene)-相机(Camera)-渲染器(Renderer)”这一核心工作流。

核心学习要点包括：

1. 现代开发环境搭建：摒弃传统的 script 标签引入方式，转而使用 npm install three 并通过 import * as THREE from 'three' 进行模块化导入。建议搭配 Vite 这类现代构建工具，它能提供极速的热更新，让学习和调试过程更加流畅。
2. 深入理解三大核心：
• 场景：作为所有物体的容器，除了添加物体，你还需要了解如何设置背景色或雾效等全局属性。
• 相机：重点掌握 透视相机，弄懂其视野角(FOV)、宽高比、近裁面和远裁面四个参数如何共同决定你的“观察视野”。学会使用 position.set() 和 lookAt() 方法来摆放和调整相机视角。
• 渲染器：创建 WebGLRenderer 时，记得开启抗锯齿(antialias: true)以获得更平滑的边缘，并使用 setPixelRatio() 适配高清屏幕，防止画面模糊。
3. 创建与变换物体：理解任何一个可视物体都是 几何体、材质和网格 三者的结合。从简单的立方体、球体开始，熟悉如何通过修改物体的 position（位置）、rotation（旋转）和 scale（缩放）属性来摆放它们。
4. 让世界动起来：理解 requestAnimationFrame 循环是每一帧画面更新的心脏。在此循环中更新物体属性（例如递增旋转角度），并调用 renderer.render(scene, camera) 重新绘制。

本阶段验证：尝试不依赖教程，独立编写一个带有轨道控制(OrbitControls)的旋转立方体场景。若能成功，并可以清晰解释透视相机与正交相机的区别，即代表基础已牢固。

第二阶段：核心掌握 —— 构建真实可交互的世界

在掌握基础之后，本阶段目标是学会使用一系列工具让你的3D场景变得真实、可交互且资源丰富。这是从“玩具 demo”迈向“实用项目”的关键。

核心学习要点包括：

1. 光照与真实感材质：告别不受光照影响的 MeshBasicMaterial，转而使用基于物理的渲染材质，如 MeshStandardMaterial。学习搭配不同类型的光源：
• 环境光：提供基础亮度，避免纯黑阴影。
• 平行光：模拟日光，产生明确的方向性阴影。
• 点光源：模拟灯泡，向所有方向均匀发光。
• 实现阴影：这是一个三步流程：① 渲染器启用阴影映射；② 将需要的光源设置为投射阴影；③ 为每个物体指定是否能投射或接收阴影。
2. 纹理与外部资源：
• 使用 TextureLoader 加载图片，并将其作为颜色、凹凸、粗糙度等贴图应用于材质，极大提升表面细节。
• 掌握使用 GLTFLoader 加载 .gltf/.glb 格式的3D模型。这是业界通用的轻量格式，学会在加载后对模型进行缩放、定位和遍历其内部结构。
3. 高级交互：超越 OrbitControls，学习使用 射线投射器。它能从鼠标点击的屏幕位置发射一条无形的射线，检测与场景中物体的交点，从而实现“点击选中物体”、“鼠标悬停高亮”等精准交互。
4. 性能意识萌芽：初步了解性能概念，例如使用 BufferGeometryUtils 合并大量静态几何体来减少绘制调用，以提升帧率。

本阶段验证：挑战构建一个 交互式产品展示器。要求：加载一个外部GLB模型，为其设置逼真的PBR材质和HDR环境贴图，实现360度旋转查看，并能通过鼠标点击不同部件来高亮并显示信息。成功完成即标志着你已掌握Three.js的核心工具箱。

第三阶段：进阶与实战（持续学习）—— 聚焦方向，解决复杂问题

此时你已具备独立开发能力，本阶段需要根据个人兴趣或项目需求，在特定方向上深入，并学习处理大规模场景的复杂挑战。

核心学习要点包括：

1. 高级动画与效果：
• 骨骼动画：控制加载的角色模型，使用 AnimationMixer 来播放、混合和过渡不同的动画动作（如走、跑、跳）。
• 粒子系统：使用 Points 类创建成千上万的粒子，用于模拟火焰、烟雾、星空、魔法特效等。
• 后期处理：为整个画面添加电影级特效，如通过 EffectComposer 接入泛光、景深、色彩校正等通道。
2. 深度性能优化：应对复杂场景，需掌握高级优化技巧：
• LOD（细节层次）：根据物体与相机的距离，动态切换不同精度的模型。
• 视锥体裁剪：确保只渲染相机视野内的物体。
• 使用性能分析工具：熟练运用浏览器开发者工具的 Performance 面板，定位帧率下降和内存泄漏的瓶颈。
3. 增强真实感与交互：
• 物理引擎：集成 cannon-es 或 ammo.js，为物体赋予质量、摩擦力和弹性，模拟真实的碰撞、重力坠落和堆叠效果。
• 自定义着色器：入门GLSL，编写顶点着色器和片元着色器，实现水面波纹、扭曲热浪等完全自定义的视觉效果。
4. 融入开发生态与关注前沿：
• 框架集成：在React或Vue项目中使用 @react-three/fiber 或 troisjs，以声明式的、组件化的方式更高效地开发3D内容。
• 关注WebGPU：了解 WebGPURenderer 的发展，这是下一代Web图形API，将带来显著的性能提升和新特性。

本阶段心法：学习模式应从“模仿”转向“研究与创造”。大量阅读官方示例源码和优秀的开源项目。同时，保持对官方更新日志的关注，因为库在持续快速演进。