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Three.js 深度解析与手写实现 ​

本书深入解析 Three.js 源码，并手写实现一个 Mini Three.js，帮助你真正掌握 3D 引擎的核心原理。

第一部分：项目准备与数学库 (Foundation) ​

理论：Three.js 架构设计 ​

  1. Three.js 整体架构与模块划分
  2. 核心设计模式与最佳实践
  3. Three.js 数学库设计哲学

实战：搭建项目与数学库实现 ​

  1. 项目初始化与 TypeScript 配置
  2. 构建系统与测试框架
  3. Vector2/3/4 源码解析与实现
  4. Matrix3/4 源码解析与实现
  5. Quaternion 源码解析与实现
  6. Euler、Box3、Sphere 等实用类
  7. Color 颜色系统实现

第二部分：核心对象系统 (Core System) ​

理论：Three.js 核心架构 ​

  1. Object3D 继承体系设计
  2. Scene Graph 场景图原理
  3. BufferGeometry 设计思想

实战：核心对象实现 ​

  1. EventDispatcher 事件系统
  2. Object3D 基类实现
  3. Scene 场景管理
  4. Group 与层级管理
  5. BufferAttribute 实现
  6. BufferGeometry 实现
  7. InterleavedBuffer 交错缓冲
  8. Mesh 网格对象
  9. Layers 图层系统

第三部分：WebGL 渲染器 (Renderer) ​

理论：Three.js 渲染架构 ​

  1. WebGLRenderer 渲染流程
  2. WebGL 状态管理策略
  3. 资源管理与缓存机制

实战：渲染器实现 ​

  1. WebGLRenderer 核心架构
  2. WebGLState 状态管理
  3. WebGLPrograms 程序管理
  4. WebGLAttributes 属性管理
  5. WebGLGeometries 几何体管理
  6. WebGLTextures 纹理管理
  7. WebGLObjects 对象缓存
  8. WebGLRenderLists 渲染列表
  9. 渲染循环与动画

第四部分：材质与着色器 (Materials) ​

理论：Three.js 材质系统 ​

  1. Material 系统架构
  2. ShaderLib 与 ShaderChunk 设计
  3. PBR 材质原理与实现

实战：材质系统实现 ​

  1. Material 基类实现
  2. MeshBasicMaterial 实现
  3. MeshLambertMaterial 实现
  4. MeshPhongMaterial 实现
  5. MeshStandardMaterial PBR 实现
  6. ShaderMaterial 自定义材质
  7. 着色器编译与优化

第五部分：光照系统 (Lighting) ​

理论：Three.js 光照架构 ​

  1. 光照系统设计
  2. 阴影系统原理

实战：光照实现 ​

  1. Light 基类实现
  2. AmbientLight 环境光
  3. DirectionalLight 平行光
  4. PointLight 点光源
  5. SpotLight 聚光灯
  6. 光照着色器集成
  7. 阴影映射实现

第六部分：相机系统 (Camera) ​

理论与实战：相机实现 ​

  1. Camera 基类与投影矩阵
  2. PerspectiveCamera 透视相机
  3. OrthographicCamera 正交相机
  4. OrbitControls 轨道控制器
  5. 视锥体剔除实现

第七部分：几何体与纹理 (Geometry & Texture) ​

理论：几何体生成算法 ​

  1. 参数化几何体生成原理

实战：几何体与纹理实现 ​

  1. BoxGeometry 立方体
  2. SphereGeometry 球体
  3. PlaneGeometry 平面
  4. CylinderGeometry 圆柱
  5. Texture 纹理系统
  6. TextureLoader 纹理加载
  7. CubeTexture 立方体贴图

第八部分：加载器与文件格式 (Loaders) ​

理论：模型加载原理 ​

  1. 3D 文件格式对比（OBJ/FBX/glTF）
  2. glTF 2.0 规范深度解读

实战：GLTFLoader 深度解析与实现 ​

  1. GLTFLoader 架构设计
  2. JSON 解析与场景构建
  3. 二进制数据处理（BufferView/Accessor）
  4. 材质与纹理加载
  5. 骨骼动画数据加载
  6. 扩展支持与插件系统
  7. KHR_draco_mesh_compression 扩展

第九部分：高级特性 (Advanced Features) ​

理论与实战：高级功能 ​

  1. Raycaster 射线投射
  2. 动画系统深度解析
  3. AnimationClip 与 KeyframeTrack
  4. AnimationMixer 动画混合器
  5. 骨骼动画与蒙皮
  6. 后处理系统：EffectComposer
  7. Pass 系统与自定义后处理
  8. Fog 雾效实现
  9. LOD 细节层次管理
  10. 辅助工具：AxesHelper、GridHelper
  11. PMREMGenerator 与 IBL 预滤波
  12. WebGLCubeRenderTarget 动态环境映射
  13. Three.js 物理引擎集成

第十部分：优化与工程化 (Optimization) ​

理论：Three.js 性能优化 ​

  1. 性能分析与瓶颈定位
  2. 内存管理最佳实践

实战：优化与完善 ​

  1. 渲染性能优化
  2. 资源加载与管理
  3. WebGL 扩展与兼容性
  4. 调试工具与技巧
  5. 项目打包与发布

第十一部分：实战项目 (Projects) ​

  1. 项目一：3D 模型查看器
  2. 项目二：太阳系模拟
  3. 项目三：PBR 材质展示
  4. 项目四：粒子特效系统
  5. 项目五：3D 场景编辑器

附录 (Appendix) ​

  1. Three.js vs Babylon.js 对比
  2. WebGPU 与未来展望
  3. 学习资源与社区

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