在 Three.js 中，LineCurve 是用于描述二维线段的基础曲线类，它是 Curve 的子类，能够提供点的插值、切线计算等功能。尽管看似简单，LineCurve 是许多复杂几何体或动画轨迹的基础构建块。

本文将详细讲解 LineCurve 的所有属性和方法，并通过示例演示它在实际开发中的各种应用场景。

一、LineCurve 简介

1.1 定义与作用

LineCurve 是一个表示直线段的二维曲线类。它接受两个点作为参数，并能够计算它们之间的任意插值点、切线方向等。

1.2 构造函数

const curve = new THREE.LineCurve(v1, v2);

参数说明：

• v1: 起始点，为 THREE.Vector2 对象。
• v2: 结束点，为 THREE.Vector2 对象。

二、LineCurve 的属性与方法

2.1 属性

• type: 曲线类型，始终为 'LineCurve'。
• v1: 曲线的起点（Vector2）。
• v2: 曲线的终点（Vector2）。

2.2 方法

2.2.1 getPoint(t)

返回曲线上参数 ( t ) （范围 ( [0, 1] )）对应的点。

const point = curve.getPoint(0.5);
console.log(point); // Vector2 { x: ..., y: ... }

2.2.2 getPoints(divisions)

将曲线划分为若干段，返回分割点的数组。

const points = curve.getPoints(10);
console.log(points); // [Vector2, Vector2, ...]

2.2.3 getTangent(t)

获取曲线在 ( t ) 处的切线方向（始终为常量，因为是直线）。

const tangent = curve.getTangent(0.5);
console.log(tangent); // Vector2 { x: ..., y: ... }

2.2.4 clone()

克隆当前曲线对象。

const clonedCurve = curve.clone();
console.log(clonedCurve);

2.2.5 toJSON() 和 fromJSON(json)

序列化和反序列化曲线对象，用于存储和恢复曲线数据。

三、LineCurve 的基本用法

3.1 绘制简单线段

以下代码展示如何创建并绘制一个简单的线段：

// 创建二维点
const start = new THREE.Vector2(0, 0);
const end = new THREE.Vector2(10, 10);

// 创建 LineCurve
const curve = new THREE.LineCurve(start, end);

// 获取曲线上的点
const points = curve.getPoints(10);

// 转换为几何体
const geometry = new THREE.BufferGeometry().setFromPoints(points);

// 创建线条
const material = new THREE.LineBasicMaterial({ color: 0xff0000 });
const line = new THREE.Line(geometry, material);
scene.add(line);

3.2 使用多个 LineCurve 连接复杂路径

可以通过 CurvePath 将多个 LineCurve 连接起来，形成复杂的路径。

const path = new THREE.CurvePath();
path.add(new THREE.LineCurve(new THREE.Vector2(0, 0), new THREE.Vector2(5, 0)));
path.add(new THREE.LineCurve(new THREE.Vector2(5, 0), new THREE.Vector2(5, 5)));
path.add(new THREE.LineCurve(new THREE.Vector2(5, 5), new THREE.Vector2(0, 5)));
path.add(new THREE.LineCurve(new THREE.Vector2(0, 5), new THREE.Vector2(0, 0)));

const points = path.getPoints(50);
const geometry = new THREE.BufferGeometry().setFromPoints(points);
const material = new THREE.LineBasicMaterial({ color: 0x00ff00 });
const line = new THREE.Line(geometry, material);
scene.add(line);

四、LineCurve 的进阶应用

4.1 动态轨迹动画

让一个物体沿直线段移动：

const sphere = new THREE.Mesh(
  new THREE.SphereGeometry(0.2, 16, 16),
  new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0x0000ff })
);
scene.add(sphere);

let t = 0;
function animate() {
  t += 0.01;
  if (t > 1) t = 0;

  const point = curve.getPoint(t);
  sphere.position.set(point.x, point.y, 0);

  renderer.render(scene, camera);
  requestAnimationFrame(animate);
}
animate();

4.2 使用 LineCurve 生成三维几何体

可以将 LineCurve 投影到三维空间，通过结合 TubeGeometry 或自定义形状生成 3D 模型。

const tubeGeometry = new THREE.TubeGeometry(curve, 20, 0.1, 8, false);
const material = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0xffff00 });
const tube = new THREE.Mesh(tubeGeometry, material);
scene.add(tube);

五、结合其他组件的案例

5.1 与 Shape 结合绘制封闭形状

将多个 LineCurve 添加到 Shape 中，可以创建填充的几何体：

const shape = new THREE.Shape();
shape.moveTo(0, 0);
shape.lineTo(5, 0);
shape.lineTo(5, 5);
shape.lineTo(0, 5);
shape.lineTo(0, 0);

const geometry = new THREE.ShapeGeometry(shape);
const material = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0x00ffff, side: THREE.DoubleSide });
const mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);
scene.add(mesh);

5.2 生成点云轨迹

结合 PointsMaterial，使用 LineCurve 生成点云效果：

const points = curve.getPoints(50);
const geometry = new THREE.BufferGeometry().setFromPoints(points);
const material = new THREE.PointsMaterial({ size: 0.1, color: 0xff9900 });
const pointsMesh = new THREE.Points(geometry, material);
scene.add(pointsMesh);

六、扩展与优化

6.1 曲线插值优化

当绘制大规模路径时，可以控制 getPoints 中的 divisions 数量以优化性能：

const points = curve.getPoints(5); // 较少的插值点

6.2 JSON 存储与动态加载

LineCurve 支持序列化和反序列化，便于保存和动态加载路径：

const json = curve.toJSON();
// 存储 JSON 到文件或服务器
const restoredCurve = new THREE.LineCurve().fromJSON(json);

七、总结

LineCurve 是 Three.js 中最简单但非常重要的曲线类型之一。它在路径绘制、动画轨迹、几何构造等场景中广泛应用。通过结合其他组件如 CurvePath 和 Shape，可以构建复杂的图形和动画效果。希望本文能帮助你深入理解和应用 LineCurve，让你的 Three.js 项目更加灵活和丰富。