MasatoMakino/threejs-position-util

import { BufferGeometry, Camera, Matrix4, Mesh, Vector3 } from "three";

/**
 * Loaderで読み込んだジオメトリの位置の計測、ジオメトリのシフト操作をするクラスです。
 */

export class PositionUtil {
  /**
   * メッシュ内のジオメトリの重心座標を求める。
   * 原点はワールド座標。
   *
   * @param mesh
   * @returns {Vector3}
   */
  public static getGeometryCenterInWorld(mesh: Mesh): Vector3 {
    let vec: Vector3 = PositionUtil.getGeometryCenterInLocal(mesh);
    if (mesh.parent) {
      mesh.parent.updateMatrixWorld(true);
    }
    return vec.applyMatrix4(mesh.matrixWorld);
  }

  /**
   * メッシュ内のジオメトリの重心座標を求める。
   * メッシュを原点とする座標を返す。
   * （例えばメッシュ原点を中心とする球体ジオメトリがある場合はVector3(0,0,0)を返す）
   *
   * @param mesh
   * @returns {Vector3}
   */
  public static getGeometryCenterInLocal(mesh: Mesh): Vector3 {
    return this.getCenter(mesh.geometry);
  }

  /**
   * ジオメトリの重心座標を求める。
   * 座標原点はジオメトリを格納するメッシュの原点。
   * @param geo
   */
  public static getCenter(geo: BufferGeometry): Vector3 {
    geo.computeBoundingBox();
    const boundingBox = geo.boundingBox;

    const position = new Vector3();
    position.subVectors(boundingBox.max, boundingBox.min);
    position.multiplyScalar(0.5);
    position.add(boundingBox.min);

    return position;
  }

  /**
   * グローバル座標から2Dスクリーン座標を取得する。
   * @param {Vector3} vec
   * @param {Camera} camera
   * @param {number} canvasW
   * @param {number} canvasH
   * @returns {Vector3}
   */
  public static get2DPosition(
    vec: Vector3,
    camera: Camera,
    canvasW: number,
    canvasH: number
  ): Vector3 {
    const vector = vec.clone().project(camera);
    vector.x = ((vector.x + 1) * canvasW) / 2;
    vector.y = ((-vector.y + 1) * canvasH) / 2;
    vector.z = 0;

    return vector;
  }

  /**
   * メッシュから2Dスクリーン座標を取得する。
   * @param {Mesh} mesh
   * @param {Camera} camera
   * @param {number} canvasW
   * @param {number} canvasH
   * @returns {Vector3}
   */
  public static get2DPositionWithMesh(
    mesh: Mesh,
    camera: Camera,
    canvasW: number,
    canvasH: number
  ): Vector3 {
    const p = PositionUtil.getGeometryCenterInWorld(mesh);
    return PositionUtil.get2DPosition(p, camera, canvasW, canvasH);
  }

  /**
   * 直交座標から三次元極座標の半径を取得する。
   * @param {Vector3} vec
   * @returns {number}
   */
  public static getROfGlobe(vec: Vector3): number {
    return Math.sqrt(vec.x * vec.x + vec.y * vec.y + vec.z * vec.z);
  }

  /**
   * メッシュとジオメトリの位置をずらす。
   * メッシュは移動し、ジオメトリは見かけ上同じ位置を維持する。
   *
   * ObjLoaderなどで読み込んだ直後のMeshは、全てGeometryの原点が(0,0,0)になっているため回転や拡大が意図通りに動かない。
   * 中心点を任意の場所にずらすことで操作が容易になる。
   *
   * @param mesh
   * @param pos meshの中心点になる座標
   */
  public static shiftMesh(mesh: Mesh, pos: Vector3): void {
    let position = pos.clone();
    //ジオメトリをずらす
    mesh.geometry.applyMatrix4(
      new Matrix4().makeTranslation(-position.x, -position.y, -position.z)
    );
    //メッシュを指定された量ずらす
    mesh.position.add(position);
  }
}