如何在Vue中使用Mapbox和Three.js确保三维物体的底部固定在地图上？

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Vue中Mapbox和Three.js：实现3D模型与地图视角的完美适配

本文探讨如何在Vue.js应用中，结合Mapbox GL JS和Three.js，实现三维模型与地图视角的同步，确保模型底部始终固定在地图表面，不会因视角变化而偏移。这在构建地理信息系统或3D地图可视化应用中至关重要。

假设你已成功渲染3D立方体到Mapbox地图，但视角移动时立方体位置发生漂移。问题在于Three.js坐标系与Mapbox地图坐标系的转换和模型位置的设置。

以下代码片段展示了可能存在问题的代码结构，其中render函数更新Three.js相机矩阵，calculatemodeltransform函数进行坐标转换：

render: (gl, matrix) => {
  const m = new THREE.Matrix4().fromArray(matrix);
  const l = new THREE.Matrix4().makeTranslation(modelTransform.translateX, modelTransform.translateY, modelTransform.translateZ)
      .scale(new THREE.Vector3(modelTransform.scale, -modelTransform.scale, modelTransform.scale))
      .multiply(new THREE.Matrix4().makeRotationAxis(new THREE.Vector3(1, 0, 0), modelTransform.rotateX))
      .multiply(new THREE.Matrix4().makeRotationAxis(new THREE.Vector3(0, 1, 0), modelTransform.rotateY))
      .multiply(new THREE.Matrix4().makeRotationAxis(new THREE.Vector3(0, 0, 1), modelTransform.rotateZ));
  customLayer.camera.projectionMatrix = m.multiply(l);
  customLayer.renderer.resetState();
  customLayer.renderer.render(customLayer.scene, customLayer.camera);
  customLayer.map.triggerRepaint();
},

calculatemodeltransform(point) {
  const modelAsMercatorCoordinate = mapboxgl.MercatorCoordinate.fromLngLat([point.lng, point.lat], this.modelAltitude);
  return {
    translateX: modelAsMercatorCoordinate.x,
    translateY: modelAsMercatorCoordinate.y,
    translateZ: modelAsMercatorCoordinate.z,
    rotateX: this.modelRotate[0],
    rotateY: this.modelRotate[1],
    rotateZ: this.modelRotate[2],
    scale: modelAsMercatorCoordinate.meterInMercatorCoordinateUnits()
  };
}

核心问题在于模型的translateZ以及模型创建时的垂直位置。 我们需要调整模型位置，使其底部与地图平面精确对齐。

解决方案：

1. 模型创建调整: 在创建Three.js模型时，考虑模型高度，并调整其垂直位置（y轴）使其底部位于地图平面（通常y=0）。

// 创建一个正方体几何体，altitude 为模型高度
const geometry = new THREE.BoxGeometry(20, altitude, 20);
const material = new THREE.MeshStandardMaterial({ color, transparent: true, opacity: 0.8 });
const cube = new THREE.Mesh(geometry, material);

// 关键步骤：将立方体底部放置在地图平面上
cube.position.y = altitude / 2; 

2. render函数调整: 在render函数中，根据模型高度调整translateZ值，确保模型底部始终与地图平面对齐。

const l = new THREE.Matrix4().makeTranslation(modelTransform.translateX, modelTransform.translateY, modelTransform.translateZ - altitude / 2)
  .scale(new THREE.Vector3(modelTransform.scale, -modelTransform.scale, modelTransform.scale))
  // ... 其他转换矩阵

通过以上调整，即使地图视角变化，三维模型的底部也会保持在地图表面，实现完美的视角适配。 请确保altitude变量正确反映模型的高度。 如有需要，可以根据模型的实际几何形状进一步微调垂直位置。

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