1. 什么是材质Material？

在 Three.js 中，材质（Material）定义了物体表面的外观。它们决定了物体的颜色、纹理、光滑度、透明度等特性。你可以将材质理解为场景中物体的皮肤。Three.js 提供了多种材质类型，以满足不同场景的需求。

2. 常见材质类型

为了方便开发，Threejs提供了一系列的材质，所有材质就是对WebGL着色器代码的封装。

2.1 基础材质（MeshBasicMaterial）

基础材质是最简单的材质类型，它不受光照影响。适用于创建不需要光照效果的物体，例如背景、2D 图形等。它的参数包括颜色、透明度、贴图等。

const material = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0xff0000 });

2.2 标准材质（MeshStandardMaterial）

标准材质是一种具有真实感的材质类型。它考虑了光照、漫反射、镜面反射等效果。适用于创建具有现实感的物体。常用参数包括颜色、金属度、粗糙度等。

const material = new THREE.MeshStandardMaterial({ color: 0xff0000, metalness: 0.5, roughness: 0.5 });

2.3 Lambert 材质（MeshLambertMaterial）

Lambert 材质是一种简化的光照模型，它仅考虑漫反射效果。相比于标准材质，性能开销较小，但效果较差。适用于对性能要求较高，但对效果要求较低的场景。常用参数包括颜色、透明度等。

const material = new THREE.MeshLambertMaterial({ color: 0xff0000 });

2.4 Phong 材质（MeshPhongMaterial）

Phong 材质是一种更复杂的光照模型，它同时考虑了漫反射和镜面反射效果。相比于 Lambert 材质，效果较好，但性能开销较大。适用于对效果要求较高的场景。常用参数包括颜色、镜面反射颜色、光滑度等。

const material = new THREE.MeshPhongMaterial({ color: 0xff0000, specular: 0xffffff, shininess: 30 });

2.5 可编程着色器材质（ShaderMaterial）

可编程着色器材质允许开发者自定义着色器（GLSL 代码），实现独特的渲染效果。这种材质类型适用于具有特殊需求的场景。它需要开发者编写顶点着色器和片元着色器。

const vertexShader = `
  varying vec3 vWorldPosition;
  void main() {
    vec4 worldPosition = modelMatrix * vec4(position, 1.0);
    vWorldPosition = worldPosition.xyz;
    gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4(position, 1.0);
  }
`;

const fragmentShader = `
  varying vec3 vWorldPosition;
  void main() {
    vec3 color = vec3(vWorldPosition.x, vWorldPosition.y, vWorldPosition.z);
    gl_FragColor = vec4(color, 1.0);
  }
`;

const material = new THREE.ShaderMaterial({
  vertexShader: vertexShader,
  fragmentShader: fragmentShader,
});

3. 纹理映射

Three.js 支持为材质添加纹理，以实现更丰富的表面细节。纹理映射（Texture Mapping）是将一张 2D 图像贴到物体表面的技术。常见的纹理类型有：

贴图（Texture）：为物体添加颜色和细节。
法线贴图（Normal Map）：在不增加几何体细节的情况下，增强物体表面的凹凸感。
环境光遮蔽贴图（Ambient Occlusion Map）：增加物体表面的阴影效果，增强真实感。
位移贴图（Displacement Map）：根据纹理信息改变物体表面的几何细节。

4.材质的主要属性

在 Three.js 中，材质（Material）负责定义物体表面的外观，如颜色、纹理和光照效果。以下是一些主要的材质属性：

color： 基本颜色，通常是一个 THREE.Color 对象，表示材质的漫反射颜色。
map： 纹理贴图，是一个 THREE.Texture 对象，用于为材质添加纹理。
opacity： 透明度，表示材质的不透明程度，取值范围为 0（完全透明）到 1（完全不透明）。
transparent： 布尔值，指示材质是否透明。如果设置为 true，则材质将考虑透明度（opacity）的影响。
alphaMap： 透明度贴图，是一个 THREE.Texture 对象，用于根据纹理图像的灰度值控制材质的透明度。
side： 渲染面的方向，可以是 THREE.FrontSide、THREE.BackSide 或 THREE.DoubleSide。默认值是 THREE.FrontSide，只渲染正面。
emissive： 自发光颜色，通常是一个 THREE.Color 对象，表示材质的自发光颜色。
emissiveMap： 自发光贴图，是一个 THREE.Texture 对象，用于为材质添加自发光效果。
specular： 镜面反射颜色，通常是一个 THREE.Color 对象，表示材质的镜面反射颜色。这个属性主要应用于具有镜面反射效果的材质，如 THREE.MeshPhongMaterial。
shininess： 光泽度，表示材质的光泽程度。这个属性主要应用于具有镜面反射效果的材质，如 THREE.MeshPhongMaterial。
wireframe： 布尔值，指示是否以线框模式渲染物体。如果设置为 true，则物体将以线框模式显示。
bumpMap： 凹凸贴图，是一个 THREE.Texture 对象，用于为材质添加凹凸效果，以模拟表面的细微凹凸。
normalMap： 法线贴图，是一个 THREE.Texture 对象，用于为材质添加法线贴图效果，以模拟表面的细节。
displacementMap： 位移贴图，是一个 THREE.Texture 对象，用于根据纹理图像的灰度值改变物体表面的高度。
roughness： 粗糙度，表示材质表面的粗糙程度。这个属性主要应用于基于物理的渲染（PBR）材质，如 THREE.MeshStandardMaterial 和 THREE.MeshPhysicalMaterial。
metalness： 金属度，表示材质表面的金属质感。这个属性主要应用于基于物理的渲染（PBR）材质，如 THREE.MeshStandardMaterial 和 THREE.MeshPhysicalMaterial。
roughnessMap： 粗糙度贴图，是一个 THREE.Texture 对象，用于根据纹理图像的灰度值控制材质的粗糙度。这个属性主要应用于基于物理的渲染（PBR）材质。
metalnessMap： 金属度贴图，是一个 THREE.Texture 对象，用于根据纹理图像的灰度值控制材质的金属度。这个属性主要应用于基于物理的渲染（PBR）材质。
envMap： 环境贴图，是一个 THREE.Texture 对象，用于为材质添加反射和折射效果。
refractionRatio： 折射率，表示材质的折射程度。这个属性主要应用于具有折射效果的材质，如 THREE.MeshPhysicalMaterial。

5. 总结

Three.js 提供了丰富的材质类型和纹理映射功能，帮助开发者创建出具有真实感和丰富细节的 3D 场景。从简单的基础材质到复杂的可编程着色器材质，你可以根据项目需求选择合适的材质类型。

【Three.js】知识梳理四：Three.js材质Material