AnimationUtils 是 Three.js 动画系统中提供的一组实用工具类，帮助开发者在处理动画剪辑（AnimationClip）和关键帧动画时进行一些常见操作。它包含一些便捷的工具方法，用于简化动画的创建、修改、优化等操作。在本篇博客中，我们将详细介绍 AnimationUtils 的各个方法，结合示例代码，展示如何在实际项目中高效地使用这些工具函数。

1. 什么是 AnimationUtils？

AnimationUtils 是 Three.js 提供的一组静态方法，主要用于操作 AnimationClip 和关键帧动画数据。它可以帮助开发者克隆动画、创建新的动画片段、从现有动画中提取部分动画等。AnimationUtils 通常和 AnimationMixer、AnimationClip、AnimationAction 这些动画核心模块配合使用。

1.1 主要应用场景

• 动画片段的重复使用：在一个复杂的场景中，往往需要为不同对象应用相似的动画，通过 AnimationUtils 可以更方便地复制或修改现有的动画片段。
• 动画数据的优化和重用：帮助开发者提取或合并动画数据，以便高效地使用已有资源。

2. AnimationUtils 提供的方法

AnimationUtils 主要提供以下几种常用方法：

• cloneClip(clip)：克隆一个 AnimationClip。
• subclip(clip, name, startFrame, endFrame, fps)：从现有的 AnimationClip 中提取子剪辑。
• arraySlice(array, from, to)：用于裁剪数组内容。
• convertArray(array, type)：将数组转换为指定的类型。
• isTypedArray(object)：检查给定对象是否为 TypedArray 类型。

接下来我们逐一进行详细介绍，并结合具体示例来说明这些方法的实际使用。

3. cloneClip：克隆动画剪辑

cloneClip 用于克隆现有的 AnimationClip，这在需要为多个对象应用相同的动画时非常有用。

3.1 使用场景

假设你在场景中有多个对象，它们的动画是相同的，但是你希望为每个对象创建独立的动画实例，以便进行个性化调整（例如调整动画速度、时间等）。

3.2 示例

首先，我们创建一个简单的旋转动画剪辑，并通过 AnimationMixer 播放它。

const geometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);
const material = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0x00ff00 });
const cube = new THREE.Mesh(geometry, material);
scene.add(cube);

// 创建关键帧动画
const rotationKF = new THREE.VectorKeyframeTrack('.rotation[y]', [0, 1, 2], [0, Math.PI, 2 * Math.PI]);

// 创建动画剪辑
const clip = new THREE.AnimationClip('rotateY', 2, [rotationKF]);

// 创建 AnimationMixer
const mixer = new THREE.AnimationMixer(cube);
const action = mixer.clipAction(clip);
action.play();

接着，我们使用 AnimationUtils.cloneClip 克隆这个动画剪辑，并应用到另一个对象上。

const cube2 = new THREE.Mesh(geometry, material);
cube2.position.x = 2;
scene.add(cube2);

// 克隆动画剪辑
const clonedClip = THREE.AnimationUtils.cloneClip(clip);

// 为第二个立方体创建动画
const mixer2 = new THREE.AnimationMixer(cube2);
const action2 = mixer2.clipAction(clonedClip);
action2.play();

3.3 结果

现在两个立方体都会按照相同的动画逻辑沿 Y 轴旋转。通过 cloneClip，我们能够为不同的对象创建各自独立的动画实例。

4. subclip：从现有动画中提取子剪辑

subclip 是一个非常实用的方法，它可以从现有的 AnimationClip 中提取一部分作为一个新的子动画剪辑。对于长时间的动画或复杂的动画场景，subclip 提供了一种高效的方法来只提取所需的片段。

4.1 使用场景

在一个长时间的动画中，可能只有某些部分是我们需要反复使用的，通过 subclip 可以只提取这些部分，避免重复创建类似的动画。

4.2 示例

我们先创建一个较长的旋转动画，然后使用 subclip 提取其中的一部分。

const rotationKF2 = new THREE.VectorKeyframeTrack('.rotation[y]', [0, 2, 4], [0, Math.PI, 2 * Math.PI]);
const longClip = new THREE.AnimationClip('longRotateY', 4, [rotationKF2]);

// 提取从第 1 秒到第 3 秒的子剪辑
const shortClip = THREE.AnimationUtils.subclip(longClip, 'shortRotateY', 1, 3, 30);

// 使用提取的子剪辑
const action3 = mixer.clipAction(shortClip);
action3.play();

4.3 结果

现在，我们只提取了动画的中间部分，立方体将只在动画的第 1 秒到第 3 秒之间旋转。通过 subclip，我们可以灵活地从一个长动画中提取所需的片段。

5. arraySlice：裁剪数组

arraySlice 是一个简单的工具方法，用于从数组中提取一部分内容。尽管 JavaScript 原生提供了 slice 方法，但 arraySlice 可以处理 TypedArray 类型的数据。

5.1 示例

const originalArray = new Float32Array([0, 1, 2, 3, 4, 5]);
const slicedArray = THREE.AnimationUtils.arraySlice(originalArray, 1, 4);

console.log(slicedArray);  // 输出 [1, 2, 3]

6. convertArray：转换数组类型

convertArray 可以将一个数组从一种类型转换为另一种类型。它通常用于处理动画中的 TypedArray，比如从 Float32Array 转换为 Uint16Array。

6.1 示例

const floatArray = new Float32Array([1.5, 2.5, 3.5]);
const intArray = THREE.AnimationUtils.convertArray(floatArray, Uint16Array);

console.log(intArray);  // 输出 Uint16Array [1, 2, 3]

6.2 使用场景

当需要将动画数据从一种格式转换为另一种时（比如精度要求不同），convertArray 非常有用。

7. isTypedArray：检查是否为 TypedArray

isTypedArray 用于检查给定的对象是否是 TypedArray。这在处理动画数据时，确保数组的类型正确非常重要。

7.1 示例

const floatArray = new Float32Array([1, 2, 3]);
const regularArray = [1, 2, 3];

console.log(THREE.AnimationUtils.isTypedArray(floatArray));  // 输出 true
console.log(THREE.AnimationUtils.isTypedArray(regularArray));  // 输出 false

8. 综合示例：使用 AnimationUtils 处理复杂动画

为了更好地展示 AnimationUtils 的功能，我们来实现一个复杂的动画场景：多个立方体共享相同的旋转动画，但是每个立方体的动画片段是从一个完整动画中提取出来的。

8.1 创建场景

const scene = new THREE.Scene();
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);
const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
document.body.appendChild(renderer.domElement);

camera.position.z = 5;

8.2 创建长动画剪辑

const rotationKF3 = new THREE.VectorKeyframeTrack('.rotation[y]', [0, 2, 4, 6], [0, Math.PI / 2, Math.PI, 2 * Math.PI]);
const longClip2 = new THREE.AnimationClip('longRotateY', 6, [rotationKF3]);

8.3 为每个立方体提取不同的子剪辑

const cubes = [];
const mixers = [];
for (let i = 0; i < 3; i++) {
    const cube = new THREE.Mesh(new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1), new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0x00ff00 }));
    cube.position.x = i * 2 - 2;
    scene.add(cube);
    cubes.push(cube);

    const subClip = THREE.AnimationUtils.subclip(longClip2, `rotatePart${i}`, i * 2, (i + 1) * 2, 30);
    const mixer = new THREE

.AnimationMixer(cube);
    const action = mixer.clipAction(subClip);
    action.play();
    mixers.push(mixer);
}

8.4 动画循环

const clock = new THREE.Clock();
function animate() {
    requestAnimationFrame(animate);
    const delta = clock.getDelta();
    mixers.forEach(mixer => mixer.update(delta));
    renderer.render(scene, camera);
}
animate();

9. 总结

AnimationUtils 是 Three.js 动画系统中的一个强大工具类，提供了多种实用的方法，帮助开发者更高效地创建、管理和控制动画。通过结合使用 AnimationMixer、AnimationClip 和 AnimationAction，以及 AnimationUtils 的辅助方法，开发者可以实现复杂而高效的动画效果，从而提升3D应用的用户体验。

本文详细介绍了 AnimationUtils 的主要方法及其用法，并通过多个实例展示了如何将其与其他动画组件结合使用。掌握这些技巧，将使你能够在 Three.js 项目中创建出更加生动和高效的动画效果。

希望本文对你理解和使用 AnimationUtils 有所帮助！如果有任何问题或建议，欢迎在评论区留言讨论。