在线CAD如何配合three.js绘制带线宽的线段

前言

在线CAD的产品经常会被集成到很多用户的网页系统内，前端开发人员只要会Java Script,就可以对在线CAD进行集成和二次开发，今天这篇文章我们讲一下梦想CAD控件云图（H5方式）如何配合three.js绘制带线宽的线段。

在这之前，如果还没有安装梦想CAD控件的朋友，可以查看快速入门，链接如下：http://help.mxdraw.com/?pid=32

函数配置

首先mxdraw的图形是有线宽属性的，但是在连续线段可能会存在一些问题，或者你希望用three.js来实现一些自定义的图形，那么我们就可以使用mxdraw提供的MxDbEntity来实现这样一个带线宽的线段，我们先把最基本需要重写的函数写出来:

import { McGiWorldDraw, MxDbEntity } from "mxdraw"
class MxDbLine extends MxDbEntity {
getTypeName(): string {
return "MxDbLine"
worldDraw(pWorldDraw: McGiWorldDraw): void {
getGripPoints(): THREE.Vector3[] {
return []
moveGripPointsAt(index: number, offset: THREE.Vector3): boolean {
return true
dwgIn(obj: any): boolean {
this.onDwgIn(obj)
return true
dwgOut(obj: any): object {
this.onDwgOut(obj)
return obj

定义线段数据

现在我们就有了一个MxDbLine类，用来表示它是一条线段，但是它没有任何与线段有关的数据,我们要先定义一些线段数据，代码如下：

class MxDbLine extends MxDbEntity {
points: THREE.Vector3[] = []
dwgIn(obj: any): boolean {
this.onDwgIn(obj)
this.dwgInHelp(obj, ["points"])
return true
dwgOut(obj: any): object {
this.onDwgOut(obj)
this.dwgOutHelp(obj, ["points"])
return obj

现在我们有了points数据了 这些点可以构成一段段的线段，但是它现在还不能在画布中渲染，这时还需要用three.js来实现一个带线宽的线段结合体，这个如何实现呢？

首先，可以在three.js示例中找到Line2 这样相关的类，它就可以实现带线宽的线段，我们先安装:

npm i three@0.113.2

现在只需要Line2、LineGeometry、LineMaterial这三个类，你可以不用安装three@113.2的依赖，只需要找到它对应示例的文件，引入到项目中就可以了，以下是具体的实现代码:

import { Line2 } from 'three/examples/jsm/lines/Line2'
import { LineGeometry } from 'three/examples/jsm/lines/LineGeometry'
import { LineMaterial } from 'three/examples/jsm/lines/LineMaterial'
export class MxDbLine extends MxDbEntity {
// 临时存放的material
material: LineMaterial
worldDraw(pWorldDraw: McGiWorldDraw): void {
const material = new LineMaterial()
this.material = material
const geometry = new LineGeometry()
// 得到mxdraw中使用的three.js
const THREE = MxFun.getMxFunTHREE()
// 设置颜色
material.color = new THREE.Color(this.color)
// line2必须设置的分辨率
const canvas = MxFun.getCurrentDraw().getCanvas()
material.resolution.set( canvas.width, canvas.height)
// 设置透明 因为这样才能覆盖底层的cad图纸
material.transparent = true
// 设置点向量位置，line2需要这样设置
const positions: number[] = []
for(let i = 0; i < this.points.length; i++) {
positions.push(this.points[i].x, this.points[i].y, (this.points[i] as any)?.z || 0)
geometry.setPositions(positions)
const line2 = new Line2(geometry, material)
// 最后把这个three.js生成的线段绘制出来
pWorldDraw.drawEntity(line2)

宽度的配置

现在我们基本上用three.js示例中提供的Line2类绘制线段，MxDbLine也可以完整的显示一条线段了，但是它还没有宽度。

在MxDbEntity中提供了dLinewidth属性用于表示线宽，用lineWidthByPixels属性表示线宽是否始终跟随屏幕宽度，也就是画布缩放，线的宽度始终不变，当lineWidthByPixels为false时就是另一种three.js中的坐标系宽度，这种宽度是固定的了，不会随着画布缩放而变化。

要实现这两种宽度还需要了解到MxDbEntity重写方法onViewChange 当画布缩放时onViewChange 就会执行，还需要了解的是要将当前的屏幕坐标长度转成three.js坐标系长度，在mxdraw中提供了MxFun.screenCoordLong2World来转换。

默认dLinewidth都是跟随屏幕的宽度，我们需要先记录当前绘制这条线段时，1屏幕像素转成three.js坐标系长度的值是多少，然后后面需要根据lineWidthByPixels属性判断是用跟随屏幕像素的宽度还是three.js坐标系一样的固定宽度。

如果lineWidthByPixels = false 那么我们就可以通过当时绘制时记录的three.js坐标系长度的值去比上现在这个时候的1屏幕像素下的three.js坐标系长度，这样就得到了一个线宽比，用线宽比去乘以目前设置的dLinewidth宽度，就算实现需要的宽度了。

如果lineWidthByPixels = true 就不用这么麻烦了，dLinewidth就算我们需要的宽度，具体的代码如下：

export class MxDbLine extends MxDbEntity {
// 记录1屏幕像素下three.js的长度 比例
_lineWidthRatio: number
// 更新实际的线宽
updateLineWidth() {
if(!this._lineWidthRatio) {
this._lineWidthRatio = MxFun.screenCoordLong2World(1)
this.material.linewidth = this.lineWidthByPixels ? this.dLineWidth : this.dLineWidth * this._lineWidthRatio / MxFun.screenCoordLong2World(1)
worldDraw(pWorldDraw: McGiWorldDraw): void {
this.updateLineWidth()

// 在画布视图缩放变化时立即触发更新重写渲染
onViewChange() {
// 只有当时以three.js长度为单位的时候才这样立即更新去调整宽度
if(!this.lineWidthByPixels) {
this.setNeedUpdateDisplay()
MxFun.updateDisplay()
return true
// 顺便我们把夹点操作移动给写上，这样就可以移动每一个向量点来来改变线段了
getGripPoints(): THREE.Vector3[] {
return this.points
moveGripPointsAt(index: number, offset: THREE.Vector3): boolean {
this.points[index] = this.points[index].clone().add(offset)
return true
// _lineWidthRatio属性必须一直存在 这样线宽才算正确的
dwgIn(obj: any): boolean {
this.onDwgIn(obj)
this.dwgInHelp(obj, ["points", "_lineWidthRatio"])
return true
dwgOut(obj: any): object {
this.onDwgOut(obj)
this.dwgOutHelp(obj, ["points", "_lineWidthRatio"])
return obj

最后就是使用我们写好的MxDbLine类，代码如下：

import { MxFun, MrxDbgUiPrPoint } from "mxdraw"
const drawLine = ()=> {
const line = new MxDbLine()
line.dLineWidth = 10
const getPoint = new MrxDbgUiPrPoint()
// 这是绘制过程中设置的动态绘制函数
getPoint.setUserDraw((currentPoint, pWorldDraw)=> {
if(line.points.length === 0) return
if(line.points.length >= 2) {
pWorldDraw.drawCustomEntity(line)
pWorldDraw.drawLine(currentPoint, line.points[line.points.length - 1])
getPoint.goWhile(()=> {
// 鼠标左键点击
line.points.push(getPoint.value())
}, ()=> {
// 鼠标右键结束绘制
MxFun.getCurrentDraw().addMxEntity(line)

绘制带宽度的线段过程，如下图：

这时绘制完成后的效果：

把line.lineWidthByPixels 设置成false 当缩放画布时，线段就不会始终是屏幕宽度了，而是当时绘制时的three.js实际宽度。

带宽度的线段当画布缩放时宽度不随屏幕一起变大，如下图：

下面给MxDbLine的完整代码:

import { McGiWorldDraw, McGiWorldDrawType, MxDbEntity, MxFun } from "mxdraw"
import { Line2 } from 'three/examples/jsm/lines/Line2'
import { LineGeometry } from 'three/examples/jsm/lines/LineGeometry'
import { LineMaterial } from 'three/examples/jsm/lines/LineMaterial'
export class MxDbLine extends MxDbEntity {
points: THREE.Vector3[] = []
getTypeName(): string {
return "MxDbLine"
material: LineMaterial
_lineWidthRatio: number
worldDraw(pWorldDraw: McGiWorldDraw): void {
const material = new LineMaterial()
this.material = material
const geometry = new LineGeometry()
// 得到mxdraw中使用的three.js
const THREE = MxFun.getMxFunTHREE()
// 设置颜色
material.color = new THREE.Color(this.color)
// line2必须设置的分辨率
const canvas = MxFun.getCurrentDraw().getCanvas()
material.resolution.set( canvas.width, canvas.height)
// 设置透明 因为这样才能覆盖底层的cad图纸
material.transparent = true
// 更新线宽
this.updateLineWidth()
// 设置点向量位置，line2需要这样设置
const positions: number[] = []
for(let i = 0; i < this.points.length; i++) {
positions.push(this.points[i].x, this.points[i].y, (this.points[i] as any)?.z || 0)
geometry.setPositions(positions)
const line2 = new Line2(geometry, material)
pWorldDraw.drawEntity(line2)
updateLineWidth() {
if(!this._lineWidthRatio) {
this._lineWidthRatio = MxFun.screenCoordLong2World(1)
this.material.linewidth = this.lineWidthByPixels ? this.dLineWidth : this.dLineWidth * this._lineWidthRatio / MxFun.screenCoordLong2World(1)
onViewChange() {
this.setNeedUpdateDisplay()
MxFun.updateDisplay()
return true
getGripPoints(): THREE.Vector3[] {
return this.points
moveGripPointsAt(index: number, offset: THREE.Vector3): boolean {
this.points[index] = this.points[index].clone().add(offset)
return true
dwgIn(obj: any): boolean {
this.onDwgIn(obj)
this.dwgInHelp(obj, ["points", "_lineWidthRatio"])
return true
dwgOut(obj: any): object {
this.onDwgOut(obj)
this.dwgOutHelp(obj, ["points", "_lineWidthRatio"])
return obj

Demo源码链接：

https://github.com/mxcad/mxdraw-article/tree/master/mxdraw%E5%A6%82%E4%BD%95%E9%85%8D%E5%90%88three.js%E5%AE%9E%E7%8E%B0%E5%B8%A6%E7%BA%BF%E5%AE%BD%E7%9A%84%E7%BA%BF%E6%AE%B5/demo

以上，在线CAD如何配合three.js绘制带线宽的线段功能就完成了，有不清楚的请移步梦想CAD控件官网。