3D与可视化技术
3D与可视化技术关注如何在Web或客户端环境中实现丰富的视觉体验，从基础的图表展示到复杂的三维场景渲染，这些技术极大地拓展了Web应用的表现力，为用户提供更加直观、沉浸式的数据呈现和交互体验。
WebGL技术
WebGL是Web平台上的3D图形API，允许在浏览器中利用GPU加速渲染高性能的3D和2D图形。
基本原理
WebGL管线
- 顶点着色器
- 片元着色器
- 光栅化过程
- 深度测试与混合
GLSL着色器语言
- 着色器语法
- 变量类型
- 内置函数
- 精度控制
绘制基础
- 缓冲区对象
- 顶点属性
- 绘制调用
- 变换矩阵
进阶技术
纹理与材质
- 纹理映射
- 多重纹理
- 法线贴图
- PBR材质
光照与阴影
- 光照模型
- 阴影技术
- 环境光遮蔽
- 全局光照
性能优化
- 实例化渲染
- 层次细节(LOD)
- 帧缓冲对象
- 计算着色器
WebGPU
WebGPU是WebGL的下一代继任者，提供更现代的GPU访问能力。
- 与WebGL的区别
- 核心概念
- 浏览器支持与前景
Three.js框架
Three.js是WebGL的高级封装库，极大简化了3D应用的开发过程。
核心概念
场景图
- 场景对象
- 相机系统
- 变换层级
- 坐标空间
几何与网格
- 内置几何体
- 自定义几何
- 网格操作
- 实例化
材质系统
- 基础材质
- 物理材质
- 着色器材质
- 材质属性
光照系统
- 光源类型
- 阴影渲染
- 环境光与反射
高级功能
动画系统
- 关键帧动画
- 骨骼动画
- 变形动画
- 动画混合
物理引擎集成
- Cannon.js
- Ammo.js
- 碰撞检测
- 约束系统
后处理效果
- 后期渲染通道
- 常见效果
- 自定义着色器
模型加载与导出
常用3D格式
- glTF/GLB
- FBX
- OBJ
- COLLADA
模型优化
- 模型压缩
- 纹理优化
- LOD技术
数据可视化
数据可视化关注如何将抽象数据转化为直观的视觉表现。
D3.js
D3.js是一个强大的数据驱动文档操作库，适合创建自定义可视化。
核心概念
- 选择与数据绑定
- 比例尺
- 动画与过渡
- 交互行为
可视化类型
- 基础图表
- 力导向图
- 地理可视化
- 树状结构
ECharts
ECharts是一个功能丰富的可视化库，提供丰富的预设图表类型。
核心功能
- 配置项系统
- 响应式设计
- 主题定制
- 扩展机制
高级特性
- WebGL渲染
- 大数据可视化
- 地理可视化
- 3D图表
其他可视化库
- Chart.js - 轻量级图表库
- Highcharts - 商业级图表库
- Plotly.js - 科学可视化库
- Vega/Vega-Lite - 声明式可视化语法
动效与动画
GSAP
GSAP是一个高性能的JavaScript动画库，适用于复杂动画序列。
- 核心功能
- 时间线系统
- 与3D集成
Lottie
Lottie允许在Web中播放Adobe After Effects创建的动画。
- 工作原理
- 性能优化
- 交互控制
Canvas动画
Canvas提供了2D绘图API，适合创建高性能动画。
- 动画循环
- 性能考量
- 与WebGL对比
WebXR
WebXR是Web上的虚拟现实和增强现实API。
VR应用开发
基本概念
- VR会话
- 参考空间
- 输入控制
- 渲染优化
Three.js与VR
- WebXRManager
- 控制器模型
- 交互设计
AR应用开发
基本概念
- 平面检测
- 光照估计
- 锚点系统
- 命中测试
AR应用案例
- 虚拟试衣
- 家具摆放
- 教育应用
性能优化
渲染性能
- 帧率优化
- 绘制调用减少
- GPU内存管理
资源加载
- 进度加载
- 资源预加载
- 延迟加载
移动端优化
- 移动GPU特性
- 电量考量
- 热量管理
最佳实践
设计模式
- ECS架构
- 组件化设计
- 场景管理
可访问性
- 替代内容
- 键盘导航
- 颜色对比
响应式设计
- 适配不同设备
- 性能降级策略
- 交互优化
学习资源
- 官方文档与教程
- 开源项目与示例
- 社区资源
- 在线课程与书籍推荐