04 纹理与贴图

学习在 Three.js 中加载和使用纹理图片

纹理（Texture）是什么

纹理就是贴在 3D 物体表面的一张图片。比如给立方体贴上砖墙图片，它看起来就像一面砖墙。

加载纹理

方式一：TextureLoader

const textureLoader = new THREE.TextureLoader()

// 加载图片作为纹理
const texture = textureLoader.load('/textures/wood.jpg')

// 设置纹理参数
texture.colorSpace = THREE.SRGBColorSpace  // 正确色彩空间（Three.js r152+）

// 应用到材质
const material = new THREE.MeshStandardMaterial({
  map: texture
})

const mesh = new THREE.Mesh(geometry, material)
scene.add(mesh)

方式二：加载管理器（推荐）

管理多个纹理加载进度：

import { RGBELoader } from 'three/addons/loaders/RGBELoader.js'
import { GLTFLoader } from 'three/addons/loaders/GLTFLoader.js'

const loadingManager = new THREE.LoadingManager()

// 进度回调
loadingManager.onProgress = (url, loaded, total) => {
  const percent = (loaded / total * 100).toFixed(0)
  console.log(`加载中: ${percent}%`)
}

// 错误回调
loadingManager.onError = (url) => {
  console.error('加载失败:', url)
}

const textureLoader = new THREE.TextureLoader(loadingManager)
const gltfLoader = new THREE.GLTFLoader(loadingManager)

方式三：GLTFLoader（自动处理纹理）

const gltfLoader = new GLTFLoader()

gltfLoader.load(
  '/models/scene.glb',
  (gltf) => {
    const model = gltf.scene
    scene.add(model)

    // 纹理已经自动加载并应用好了
    model.traverse((child) => {
      if (child.isMesh) {
        child.material.envMapIntensity = 1  // 环境光强度
      }
    })
  }
)

纹理参数

重复与偏移

const texture = textureLoader.load('/textures/tile.jpg')

// 重复（平铺）
texture.wrapS = THREE.RepeatWrapping   // 水平方向重复
texture.wrapT = THREE.RepeatWrapping  // 垂直方向重复
texture.repeat.set(4, 4)               // 水平和垂直各重复4次

// 偏移
texture.offset.set(0.5, 0)             // 偏移50%

// 旋转（弧度）
texture.rotation = Math.PI / 4        // 旋转45°
texture.center.set(0.5, 0.5)           // 旋转中心（0-1）

过滤

纹理被缩小时如何计算像素颜色：

// 纹理缩小时的过滤方式
texture.minFilter = THREE.LinearMipmapLinearFilter  // 多级渐远纹理（推荐）
// 其他选项：NearestFilter（像素风）, LinearFilter（模糊）

// 纹理放大时的过滤方式
texture.magFilter = THREE.LinearFilter  // 线性插值（平滑）
// 其他选项：NearestFilter（像素风）

生成多级渐远纹理（mipmap）

自动生成不同分辨率的纹理版本，优化远处物体的渲染性能：

texture.generateMipmaps = true  // 默认开启

常用贴图类型

颜色贴图（Albedo/Color Map）

最基本的纹理，定义物体表面颜色：

const colorTexture = textureLoader.load('/textures/wood.jpg')
material.map = colorTexture

法线贴图（Normal Map）

在不增加几何体复杂度的情况下，让表面看起来有凹凸细节：

const normalTexture = textureLoader.load('/textures/brick-normal.jpg')
material.normalMap = normalTexture
material.normalScale.set(1, 1)  // 凹凸强度

粗糙度/金属度贴图

分别控制不同区域的粗糙度和金属度：

const roughnessTexture = textureLoader.load('/textures/roughness.jpg')
const metalnessTexture = textureLoader.load('/textures/metalness.jpg')

material.roughnessMap = roughnessTexture
material.metalnessMap = metalnessTexture

环境光遮蔽贴图（AO Map）

模拟物体缝隙、角落的阴影，增加真实感：

const aoTexture = textureLoader.load('/textures/ao.jpg')
material.aoMap = aoTexture
material.aoMapIntensity = 1

位移贴图（Displacement Map）

真正改变几何体形状（需要高细分）：

const dispTexture = textureLoader.load('/textures/displacement.jpg')
material.displacementMap = dispTexture
material.displacementScale = 0.1  // 位移强度

HDR/环境贴图

用于反射和环境光照：

import { RGBELoader } from 'three/addons/loaders/RGBELoader.js'

new RGBELoader().load('/textures/environment.hdr', (texture) => {
  texture.mapping = THREE.EquirectangularReflectionMapping
  scene.environment = texture  // 用于环境光照
  scene.background = texture  // 或作为背景
})

加载跨域图片

图片必须支持 CORS 才能作为纹理：

// 图片服务器需要设置 Access-Control-Allow-Origin 头
// 常用免费支持CORS的图床：
// - imgur
// - github (raw)
// - 任何带 Access-Control-Allow-Origin 的CDN

const texture = textureLoader.load(
  'https://example.com/image.png',
  undefined,
  undefined,
  (error) => {
    console.error('加载失败，可能需要配置CORS:', error)
  }
)

视频纹理

把视频作为纹理，实时更新：

const video = document.getElementById('video')
video.play()

const videoTexture = new THREE.VideoTexture(video)
videoTexture.colorSpace = THREE.SRGBColorSpace

const material = new THREE.MeshBasicMaterial({
  map: videoTexture
})

const mesh = new THREE.Mesh(planeGeometry, material)
scene.add(mesh)

Canvas 纹理

用 Canvas 绘制生成纹理：

const canvas = document.createElement('canvas')
canvas.width = 512
canvas.height = 512
const ctx = canvas.getContext('2d')

// 绘制
ctx.fillStyle = '#ff6b6b'
ctx.fillRect(0, 0, 512, 512)
ctx.fillStyle = '#ffffff'
ctx.font = '64px Arial'
ctx.fillText('Hello', 100, 100)

// 创建纹理
const canvasTexture = new THREE.CanvasTexture(canvas)

const material = new THREE.MeshBasicMaterial({
  map: canvasTexture
})

实用技巧

灰度图转法线

没有法线贴图时，可以用灰度图模拟：

// 普通纹理也可以做法线效果
material.normalMap = colorTexture
material.normalScale.set(0.5, 0.5)

优化纹理大小

纹理尺寸应为 2 的幂次方（如 256、512、1024、2048）：

// ✅ 好：256×256, 512×512, 2048×2048
// ❌ 差：500×500, 1024×768

纹理合并（Atlas）

减少 draw call，把多个小纹理合并成一张大图：

// 所有UI元素放在一张2048×2048的图上
// 通过 offset 和 repeat 切分不同部分
iconTexture.offset.set(0, 0.5)    // 取下半部分
iconTexture.repeat.set(0.25, 0.5) // 宽高各1/4