Texture

Three.js 紋理(Textures)教學摘要

Textures — Three.js Journey

什麼是紋理？

紋理是覆蓋幾何體表面的圖像，不僅影響顏色，還能產生多種視覺效果：

• 顏色/反照率(Albedo)紋理：最基本的紋理，直接應用圖像顏色

• 透明度(Alpha)紋理：灰度圖像，白色部分可見，黑色部分不可見

• 高度(Height)紋理：灰度圖像，移動頂點創建浮雕效果

• 法線(Normal)紋理：添加細節，不移動頂點但改變光照方向

• 環境遮蔽(Ambient Occlusion)紋理：灰度圖像，模擬凹處陰影

• 

• 金屬度(Metalness)紋理：灰度圖像，指定金屬(白色)和非金屬(黑色)部分

• 粗糙度(Roughness)紋理：灰度圖像，指定粗糙(白色)和光滑(黑色)部分

這些紋理(特別是金屬度和粗糙度)遵循**PBR(基於物理的渲染)**原則，模擬真實世界的光學特性。

如何加載紋理

獲取圖像URL

• 可放在/src/文件夾中並通過import導入
• 或放在/static/文件夾中，直接通過路徑訪問

加載圖像的方法

1. 使用原生JavaScript：

   const image = new Image()
   const texture = new THREE.Texture(image)
   image.addEventListener('load', () => {
       texture.needsUpdate = true
   })
   image.src = '/textures/door/color.jpg'
   texture.colorSpace = THREE.SRGBColorSpace

2. 使用TextureLoader：

   const textureLoader = new THREE.TextureLoader()
   const texture = textureLoader.load('/textures/door/color.jpg')
   texture.colorSpace = THREE.SRGBColorSpace

3. 使用LoadingManager：

   const loadingManager = new THREE.LoadingManager()
   loadingManager.onStart = () => { console.log('loading started') }
   loadingManager.onLoad = () => { console.log('loading finished') }
   loadingManager.onProgress = () => { console.log('loading progressing') }
   loadingManager.onError = () => { console.log('loading error') }
   
   const textureLoader = new THREE.TextureLoader(loadingManager)
   const colorTexture = textureLoader.load('/textures/door/color.jpg')
   colorTexture.colorSpace = THREE.SRGBColorSpace

UV展開

UV展開決定了紋理如何映射到幾何體表面。使用Three.js內置幾何體時，UV坐標自動生成。自定義幾何體需手動指定UV坐標。

紋理變換

1. 重複：

   colorTexture.repeat.x = 2
   colorTexture.repeat.y = 3
   colorTexture.wrapS = THREE.RepeatWrapping  // x軸重複
   colorTexture.wrapT = THREE.RepeatWrapping  // y軸重複
   // 或使用鏡像重複
   colorTexture.wrapS = THREE.MirroredRepeatWrapping

2. 偏移：

   colorTexture.offset.x = 0.5
   colorTexture.offset.y = 0.5

3. 旋轉：

   colorTexture.rotation = Math.PI * 0.25  // 旋轉45度
   colorTexture.center.x = 0.5  // 設置旋轉中心
   colorTexture.center.y = 0.5

過濾和Mipmapping

Mipmapping技術創建紋理的多個縮小版本，GPU選擇最合適的版本。

1. 縮小過濾(Minification filter)：當紋理像素小於渲染像素時使用

   colorTexture.minFilter = THREE.NearestFilter
   // 可選值: NearestFilter, LinearFilter, NearestMipmapNearestFilter, 
   // NearestMipmapLinearFilter, LinearMipmapNearestFilter, LinearMipmapLinearFilter

2. 放大過濾(Magnification filter)：當紋理像素大於渲染像素時使用

   colorTexture.magFilter = THREE.NearestFilter
   // 可選值: NearestFilter, LinearFilter

如果使用THREE.NearestFilter作為縮小過濾器，可以禁用mipmaps節省GPU資源：

colorTexture.generateMipmaps = false
colorTexture.minFilter = THREE.NearestFilter

紋理格式和優化

紋理優化需考慮三個關鍵因素：

1. 文件大小：使用適當的圖像格式(jpg、png)和壓縮方法

2. 尺寸(分辨率)：

   • 盡可能減小圖像尺寸
   • 紋理的寬度和高度應為2的冪次方(512x512, 1024x1024等)

3. 數據：

   • 需要透明度時使用PNG
   • 法線貼圖應使用無損壓縮(PNG)以保留精確顏色值

紋理資源

可從以下網站獲取紋理：

• poliigon.com
• 3dtextures.me
• arroway-textures.ch

也可以使用Photoshop或Substance Designer創建自己的紋理。