目录
1.纹理贴图
2.纹理过滤
3.UV映射原理
3.1纹理UV坐标
3.2纹理映射
4.纹理阵列,偏移和旋转
4.1纹理阵列
4.2纹理偏移
4.3纹理旋转
5.UV动画
1.纹理贴图
在Three.js中,纹理贴图是一种将二维图像应用到三维物体表面的技术,显著提升物体的视觉表现力。通过使用THREE.TextureLoader
类,可以轻松地加载和应用纹理。
例如,加载一个纹理并应用到一个立方体上,可以通过以下代码实现:
const loader = new THREE.TextureLoader();
loader.load('path/to/your/texture.png', function(texture) {const material = new THREE.MeshBasicMaterial({map: texture});const geometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);const cube = new THREE.Mesh(geometry, material);scene.add(cube);
});
除了基本的THREE.MeshBasicMaterial
,Three.js还支持其他材质类型,如THREE.MeshStandardMaterial
和THREE.MeshPhongMaterial
,它们提供了更逼真的光照和反射效果。
2.纹理过滤
纹理过滤是决定纹理映射到不同尺寸像素时如何采样的技术。Three.js支持三种主要的纹理过滤方法:
线性过滤(Linear Filtering):使用最近四个像素的加权平均值,产生平滑效果,但可能模糊高对比度纹理。
最近邻过滤(Nearest Filtering):选择最近的像素颜色,适用于保持锐利边缘的纹理,但可能导致锯齿状边缘。
Mipmap过滤:创建纹理的多个缩小版本(mipmap),根据纹理在屏幕上的大小选择合适的mipmap进行采样,提供不同距离下的良好表现,但增加内存使用。
在Three.js中,可以通过设置纹理的minFilter
和magFilter
属性来控制纹理过滤。例如
var loader = new THREE.TextureLoader();
// 加载纹理
loader.load('textures/yourTexture.png', function(texture) {// 设置纹理过滤texture.minFilter = THREE.NearestFilter;texture.magFilter = THREE.LinearFilter;
// 创建材质var material = new THREE.MeshBasicMaterial({map: texture});
// 创建网格var mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);
// 将网格添加到场景scene.add(mesh);
});
3.UV映射原理
UV映射是将二维纹理坐标映射到三维模型上的过程。UV坐标独立于三维坐标,通常范围从0到1,其中(0,0)表示纹理的左下角,(1,1)表示右上角。在Three.js中,UV坐标通过THREE.Geometry
(已被THREE.BufferGeometry
取代)或THREE.BufferGeometry
对象的.uv
属性定义。每个面或三角形都有自己的UV坐标集合。
定义UV坐标和创建纹理映射的示例如下:
var geometry = new THREE.BufferGeometry(); // 使用BufferGeometry替代Geometry
// ... 创建顶点和面,并设置UV坐标 ...
var loader = new THREE.TextureLoader();
loader.load('textures/yourTexture.png', function(texture) {var material = new THREE.MeshBasicMaterial({map: texture});var mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);scene.add(mesh);
});
对于复杂的几何体,建议使用专业的3D建模软件(如Blender)生成UV坐标,并导出为Three.js可识别的格式。
3.1纹理UV坐标
纹理UV坐标是定义在二维纹理图像上的坐标系统,用于将纹理图像上的每个点映射到三维模型的表面上。UV坐标通常被归一化到[0, 1]范围内,其中(0, 0)表示纹理的左下角,(1, 1)表示纹理的右上角。通过调整UV坐标,可以控制纹理在模型表面上的布局和重复
// 引入Three.js库(这里假设已经通过<script>标签或模块系统正确引入)// 创建场景
const scene = new THREE.Scene();// 创建相机
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75,window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000
);
camera.position.z = 5;// 创建渲染器
const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
document.body.appendChild(renderer.domElement);// 加载纹理
const textureLoader = new THREE.TextureLoader();
textureLoader.load('path/to/your/texture.jpg', function(texture) {// 创建一个平面几何体,但先不设置UV坐标(Three.js会自动生成默认的)const planeGeometry = new THREE.PlaneGeometry(2, 2); // 2x2的平面// 手动设置UV坐标// 我们将纹理的一部分(例如左上角1/4区域)映射到整个平面上planeGeometry.faceVertexUvs[0] = [[new THREE.Vector2(0, 0), // 左下角的UV坐标(纹理的左上角)new THREE.Vector2(0.5, 0), // 右下角的UV坐标(纹理横向1/2处)new THREE.Vector2(0.5, 0.5), // 右上角的UV坐标(纹理的1/4右上角)new THREE.Vector2(0, 0.5) // 左上角的UV坐标(与左下角相同,形成闭环)]];// 注意:上面的UV设置实际上会导致纹理在平面上重复,因为两个对角点的UV坐标相同。// 为了正确映射纹理的一部分到平面,我们应该这样设置:planeGeometry.faceVertexUvs[0] = [[new THREE.Vector2(0, 0), // 左下角的UV坐标(纹理的左上角)new THREE.Vector2(0.25, 0), // 右下角的UV坐标(纹理横向1/4处)new THREE.Vector2(0.25, 0.25), // 右上角的UV坐标(纹理的1/4右上角)new THREE.Vector2(0, 0.25) // 左上角的UV坐标(纹理纵向1/4处)]];// 创建一个材质,并将加载的纹理应用到该材质上const material = new THREE.MeshBasicMaterial({ map: texture });// 使用几何体和材质创建一个网格,并将其添加到场景中const plane = new THREE.Mesh(planeGeometry, material);scene.add(plane);// 渲染循环function animate() {requestAnimationFrame(animate);renderer.render(scene, camera);}animate();
});// 处理窗口大小变化(可选)
window.addEventListener('resize', () => {camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;camera.updateProjectionMatrix();renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
});
3.2纹理映射
纹理映射是一种技术,它将二维纹理图像应用到三维模型的表面上。这通常通过UV坐标来实现,使得当模型被渲染时,其表面会呈现出纹理图像的外观。纹理映射可以极大地增强三维模型的真实感和细节
// 引入Three.js库(假设已经通过<script>标签或模块导入)// 创建场景
const scene = new THREE.Scene();// 创建相机
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);
camera.position.z = 5;// 创建渲染器
const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
document.body.appendChild(renderer.domElement);// 加载纹理
const textureLoader = new THREE.TextureLoader();
textureLoader.load('path/to/your/texture.jpg', function(texture) {// 创建一个平面几何体(PlaneGeometry)const geometry = new THREE.PlaneGeometry(2, 2); // 创建一个2x2的平面// 默认情况下,PlaneGeometry的UV坐标已经设置好了,覆盖整个纹理// 但如果你想手动设置UV坐标,可以这样做:// geometry.faceVertexUvs[0] = [// [// new THREE.Vector2(0, 0), // new THREE.Vector2(1, 0), // new THREE.Vector2(1, 1), // new THREE.Vector2(0, 1)// ]// ]; // 这会设置一个简单的矩形UV映射// 创建一个材质,并将纹理应用于该材质const material = new THREE.MeshBasicMaterial({ map: texture });// 创建一个网格并添加到场景中const plane = new THREE.Mesh(geometry, material);scene.add(plane);// 渲染循环function animate() {requestAnimationFrame(animate);renderer.render(scene, camera);}animate();
});// 处理窗口大小变化(可选)
window.addEventListener('resize', () => {camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;camera.updateProjectionMatrix();renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
});
4.纹理阵列,偏移和旋转
纹理阵列、偏移和旋转进一步增强了纹理的灵活性和表现力:
纹理阵列:通过设置
texture.wrapS
和texture.wrapT
为THREE.RepeatWrapping
,并使用texture.repeat
属性,可以在物体表面上重复使用纹理。纹理偏移:通过调整
texture.offset
属性,可以实现纹理的局部移动效果。纹理旋转:通过设置
texture.rotation
属性,可以旋转纹理。需要注意的是,旋转角度是以弧度为单位的。
最后,通过修改纹理的offset
属性,可以在每一帧中稍微改变其值,从而实现UV动画效果。结合THREE.Clock
对象,可以更加流畅和可控地控制动画的速度和帧率。
4.1纹理阵列
纹理阵列(Texture Array)是一种将多个纹理图像组合成一个单一纹理对象的技术。这样,可以在一个渲染过程中使用多个纹理,而无需频繁地切换纹理。纹理阵列在图形处理中非常有用,特别是在需要同时处理多个纹理时,如场景的背景、物体的不同部分等。
实例:
假设有一个包含多个不同纹理的纹理阵列,可以在Shader中通过索引来选择要使用的纹理。例如,在Unity的Shader中,可以使用tex2DArray
函数来从纹理阵列中采样纹理。
sampler2DArray _TexArray;
float4 frag(v2f i) : SV_Target
{float4 col = tex2DArray(_TexArray, float3(i.uv, 0)); // 假设使用第一个纹理return col;
}
4.2纹理偏移
纹理偏移(Texture Offset)是一种通过改变UV坐标来移动纹理图像在模型表面位置的技术。通过调整UV坐标的偏移量,可以实现纹理在模型表面的平移效果。
示例:
在Unity中,可以通过调整材质的_MainTex_ST.zw
属性来改变纹理的偏移量。例如,要向右移动纹理,可以增加_MainTex_ST.x
的值;要向上移动纹理,可以增加_MainTex_ST.y
的值。
// 假设有一个名为_MainTex的纹理
Renderer renderer = GetComponent<Renderer>();
Material material = renderer.material;
Vector4 offsetScale = material.GetVector("_MainTex_ST");
offsetScale.x += 0.1f; // 向右移动纹理
material.SetVector("_MainTex_ST", offsetScale);
4.3纹理旋转
纹理旋转(Texture Rotation)是一种通过改变UV坐标来旋转纹理图像在模型表面方向的技术。通过调整UV坐标的旋转角度,可以实现纹理在模型表面的旋转效果。
示例:
在Unity的Shader中,可以通过调整UV坐标的旋转矩阵来实现纹理的旋转。例如,要旋转纹理90度,可以使用以下Shader代码:
struct appdata
{float4 vertex : POSITION;float2 uv : TEXCOORD0;
};struct v2f
{float2 uv : TEXCOORD0;float4 vertex : SV_POSITION;
};v2f vert(appdata v)
{v2f o;o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);// 旋转UV坐标(90度)float2 rotatedUV = float2(cos(PI/2) * v.uv.x - sin(PI/2) * v.uv.y, sin(PI/2) * v.uv.x + cos(PI/2) * v.uv.y);o.uv = rotatedUV;return o;
}sampler2D _MainTex;
float4 frag(v2f i) : SV_Target
{float4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);return col;
}
5.UV动画
UV动画是一种通过动态改变UV坐标来实现纹理在模型表面移动或变化的效果。通过逐帧更新UV坐标,可以创建出各种动态的纹理效果,如滚动、波动、闪烁等。
示例:
在Unity中,可以通过编写脚本来实现UV动画。例如,以下脚本实现了一个简单的UV滚动动画:
using UnityEngine;public class UVScrollAnimation : MonoBehaviour
{public float scrollSpeed = 0.1f;private Mesh mesh;private Vector2[] uvs;void Start(){mesh = GetComponent<MeshFilter>().mesh;uvs = mesh.uv.Clone() as Vector2[];}void Update(){for (int i = 0; i < uvs.Length; i++){uvs[i].x += Time.deltaTime * scrollSpeed;if (uvs[i].x > 1.0f){uvs[i].x -= 1.0f; // 纹理循环滚动}}mesh.uv = uvs;}
}
将上述脚本附加到一个带有MeshFilter组件的GameObject上,并设置scrollSpeed属性,即可看到纹理在模型表面滚动的动画效果。
码字不易,各位大佬点点赞呗