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Topics must start with a letter or number, can include dashes ('-') and can be up to 35 characters long.
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3 years ago
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<!DOCTYPE html>
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<html lang="zh">
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<head>
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<meta charset="utf-8" />
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<base href="../../../" />
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<script src="page.js"></script>
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<link type="text/css" rel="stylesheet" href="page.css" />
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</head>
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<body>
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[page:Material] →
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<h1>着色器材质([name])</h1>
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<p class="desc"> 使用自定义shader渲染的材质。
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shader是一个用[link:https://www.khronos.org/files/opengles_shading_language.pdf GLSL]编写的小程序 ，在GPU上运行。
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您可能需要使用自定义shader，如果你要：
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<ul>
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<li>要实现内置 [page:Material materials] 之外的效果。</li>
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<li>将许多对象组合成单个[page:BufferGeometry]以提高性能。</li>
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</ul>
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使用*ShaderMaterial*时需要注意以下注意事项：
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<ul>
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<li>*ShaderMaterial* 只有使用 [page:WebGLRenderer] 才可以绘制正常，
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因为 [link:https://en.wikipedia.org/wiki/Shader#Vertex_shaders vertexShader]
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和 [link:https://en.wikipedia.org/wiki/Shader#Pixel_shaders fragmentShader]
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属性中GLSL代码必须使用WebGL来编译并运行在GPU中。
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</li>
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<li> 从 THREE r72开始，不再支持在ShaderMaterial中直接分配属性。
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必须使用 [page:BufferGeometry]实例，使用[page:BufferAttribute]实例来定义自定义属性。
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</li>
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<li> 从 THREE r77开始，[page:WebGLRenderTarget] 或 [page:WebGLCubeRenderTarget] 实例不再被用作uniforms。
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必须使用它们的[page:Texture texture] 属性。
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</li>
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<li> 内置attributes和uniforms与代码一起传递到shaders。
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如果您不希望[page:WebGLProgram]向shader代码添加任何内容，则可以使用[page:RawShaderMaterial]而不是此类。
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</li>
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<li> 您可以使用指令#pragma unroll_loop_start，#pragma unroll_loop_end 以便通过shader预处理器在GLSL中展开for循环。
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该指令必须放在循环的正上方。循环格式必须与定义的标准相对应。
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<ul>
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<li> 循环必须标准化[link:https://en.wikipedia.org/wiki/Normalized_loop normalized]。
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</li>
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<li>
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循环变量必须是*i*。
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</li>
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<li>
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The value *UNROLLED_LOOP_INDEX* will be replaced with the explicity value of *i* for the given iteration and can be used in preprocessor statements.
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</li>
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</ul>
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<code>
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#pragma unroll_loop_start
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for ( int i = 0; i < 10; i ++ ) {
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// ...
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}
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#pragma unroll_loop_end
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</code>
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</li>
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</ul>
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</p>
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<h2>代码示例</h2>
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const material = new THREE.ShaderMaterial( {
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uniforms: {
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time: { value: 1.0 },
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resolution: { value: new THREE.Vector2() }
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},
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vertexShader: document.getElementById( 'vertexShader' ).textContent,
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fragmentShader: document.getElementById( 'fragmentShader' ).textContent
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} );
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</code>
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<h2>例子</h2>
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<p>
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[example:webgl_buffergeometry_custom_attributes_particles webgl / buffergeometry / custom / attributes / particles]<br />
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[example:webgl_buffergeometry_selective_draw webgl / buffergeometry / selective / draw]<br />
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[example:webgl_custom_attributes webgl / custom / attributes]<br />
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[example:webgl_custom_attributes_lines webgl / custom / attributes / lines]<br />
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[example:webgl_custom_attributes_points webgl / custom / attributes / points]<br />
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[example:webgl_custom_attributes_points2 webgl / custom / attributes / points2]<br />
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[example:webgl_custom_attributes_points3 webgl / custom / attributes / points3]<br />
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[example:webgl_depth_texture webgl / depth / texture]<br />
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[example:webgl_gpgpu_birds webgl / gpgpu / birds]<br />
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[example:webgl_gpgpu_protoplanet webgl / gpgpu / protoplanet]<br />
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[example:webgl_gpgpu_water webgl / gpgpu / water]<br />
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[example:webgl_interactive_points webgl / interactive / points]<br />
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[example:webgl_video_kinect webgl / video / kinect]<br />
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[example:webgl_lights_hemisphere webgl / lights / hemisphere]<br />
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[example:webgl_marchingcubes webgl / marchingcubes]<br />
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[example:webgl_materials_envmaps webgl / materials / envmaps]<br />
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[example:webgl_materials_lightmap webgl / materials / lightmap]<br />
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[example:webgl_materials_wireframe webgl / materials / wireframe]<br />
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[example:webgl_modifier_tessellation webgl / modifier / tessellation]<br />
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[example:webgl_postprocessing_dof2 webgl / postprocessing / dof2]<br />
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[example:webgl_postprocessing_godrays webgl / postprocessing / godrays]
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</p>
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<h2>顶点着色器和片元着色器(Vertex shaders and fragment shaders)</h2>
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<div>
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<p>您可以为每种材质指定两种不同类型的shaders：:</p>
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<ul>
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<li> 顶点着色器首先运行; 它接收*attributes*，
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计算/操纵每个单独顶点的位置，并将其他数据（*varying*s）传递给片元着色器。
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</li>
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<li>
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片元（或像素）着色器后运行; 它设置渲染到屏幕的每个单独的“片元”（像素）的颜色。
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</li>
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</ul>
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<p>shader中有三种类型的变量: uniforms, attributes, 和 varyings:</p>
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<ul>
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<li>*Uniforms*是所有顶点都具有相同的值的变量。
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比如灯光，雾，和阴影贴图就是被储存在uniforms中的数据。
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uniforms可以通过顶点着色器和片元着色器来访问。
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</li>
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<li> *Attributes* 与每个顶点关联的变量。例如，顶点位置，法线和顶点颜色都是存储在attributes中的数据。attributes <em>只</em>
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可以在顶点着色器中访问。
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</li>
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<li> *Varyings* 是从顶点着色器传递到片元着色器的变量。对于每一个片元，每一个varying的值将是相邻顶点值的平滑插值。
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</li>
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</ul>
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<p> 注意：在shader <em>内部</em>，uniforms和attributes就像常量；你只能使用JavaScript代码通过缓冲区来修改它们的值。
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</p>
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</div>
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<h2>内置attributes 和 uniforms(Built-in attributes and uniforms)</h2>
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<div>
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<p>
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[page:WebGLRenderer]默认情况下为shader提供了许多attributes和uniforms；
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这些变量定义在shader程序编译时被自动添加到*片元着色器*和*顶点着色器*代码的前面，你不需要自己声明它们。
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这些变量的描述请参见[page:WebGLProgram]。
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</p>
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<p>
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这些uniforms或attributes（例如，那些和照明，雾等相关的）要求属性设置在材质上，
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以便 [page:WebGLRenderer]来拷贝合适的值到GPU中。
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如果你想在自己的shader中使用这些功能，请确保设置这些标志。
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</p>
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<p>
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如果你不希望[page:WebGLProgram] 向你的shader代码中添加任何东西，
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你可以使用[page:RawShaderMaterial] 而不是这个类。
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</p>
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</div>
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<h2>自定义 attributes 和 uniforms(Custom attributes and uniforms)</h2>
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<div>
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<p>
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自定义attributes和uniforms必须在GLSL着色器代码中声明（在 *vertexShader* 和/或 *fragmentShader* 中)。
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自定义uniforms必须定义为 *ShaderMaterial* 的 *uniforms* 属性，
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而任何自定义attributes必须通过[page:BufferAttribute]实例来定义。
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注意 *varying*s 只需要在shader代码中声明（而不必在材质中）。
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</p>
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<p> 要声明一个自定义属性，更多细节请参考[page:BufferGeometry]页面，
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以及 [page:BufferAttribute] 页面关于*BufferAttribute* 接口。
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</p>
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<p>
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当创建attributes时，您创建的用来保存属性数据的每个类型化数组（typed array）必须是您的数据类型大小的倍数。
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比如，如果你的属性是一个[page:Vector3 THREE.Vector3]类型，并且在你的缓存几何模型[page:BufferGeometry]中有3000个顶点，
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那么你的类型化数组的长度必须是3000 * 3，或者9000（一个顶点一个值）。每个数据类型的尺寸如下表所示：
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</p>
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<table>
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<caption><a id="attribute-sizes">属性尺寸</a></caption>
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<thead>
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<tr>
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<th>GLSL 类型</th>
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<th>JavaScript 类型</th>
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<th>尺寸</th>
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</tr>
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|
</thead>
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||
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<tbody>
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|
<tr>
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|
<td>float</td>
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||
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|
<td>[page:Number]</td>
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|
<td>1</td>
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|
</tr>
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||
|
|
<tr>
|
||
|
|
<td>vec2</td>
|
||
|
|
<td>[page:Vector2 THREE.Vector2]</td>
|
||
|
|
<td>2</td>
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||
|
|
</tr>
|
||
|
|
<tr>
|
||
|
|
<td>vec3</td>
|
||
|
|
<td>[page:Vector3 THREE.Vector3]</td>
|
||
|
|
<td>3</td>
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||
|
|
</tr>
|
||
|
|
<tr>
|
||
|
|
<td>vec3</td>
|
||
|
|
<td>[page:Color THREE.Color]</td>
|
||
|
|
<td>3</td>
|
||
|
|
</tr>
|
||
|
|
<tr>
|
||
|
|
<td>vec4</td>
|
||
|
|
<td>[page:Vector4 THREE.Vector4]</td>
|
||
|
|
<td>4</td>
|
||
|
|
</tr>
|
||
|
|
</tbody>
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||
|
|
</table>
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<p>
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|
请注意，属性缓冲区 <em>不会</em> 在其值更改时自动刷新。要更新自定义属性，
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|
需要在模型的[page:BufferAttribute]中设置*needsUpdate*为true。
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|
（查看[page:BufferGeometry]了解细节）。
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</p>
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<p>
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|
要声明一个自定义的[page:Uniform]，使用*uniforms*属性：
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<code>
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uniforms: {
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time: { value: 1.0 },
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resolution: { value: new THREE.Vector2() }
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}
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</code>
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</p>
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<p>
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在[page:Object3D.onBeforeRender]中，建议根据[page:Object3D object]和[page:Camera camera]来更新自定义[page:Uniform]的值。
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因为 [page:Material] 可以被[page:Mesh meshes]，[page:Scene]的[page:Matrix4 matrixWorld]以及[page:Camera]共享，
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会在[page:WebGLRenderer.render]中更新，并会对拥有私有[page:Camera cameras]的[page:Scene scene]的渲染造成影响。
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</p>
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</div>
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<h2>构造函数(Constructor)</h2>
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<h3>[name]( [param:Object parameters] )</h3>
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<p> [page:Object parameters] - (可选)用于定义材质外观的对象，具有一个或多个属性。
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材质的任何属性都可以从此处传入(包括从[page:Material]继承的任何属性)。
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</p>
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<h2>属性(Properties)</h2>
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<p>共有属性请参见其基类[page:Material]。</p>
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<h3>[property:Boolean clipping]</h3>
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<p> 定义此材质是否支持剪裁; 如果渲染器传递clippingPlanes uniform，则为true。默认值为false。
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</p>
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<h3>[property:Object defaultAttributeValues]</h3>
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<p> 当渲染的几何体不包含这些属性但材质包含这些属性时，这些默认值将传递给shaders。这可以避免在缓冲区数据丢失时出错。
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<code>
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this.defaultAttributeValues = {
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'color': [ 1, 1, 1 ],
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'uv': [ 0, 0 ],
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'uv2': [ 0, 0 ]
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};
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</code>
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</p>
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<h3>[property:Object defines]</h3>
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<p> 使用 #define 指令在GLSL代码为顶点着色器和片段着色器定义自定义常量；每个键/值对产生一行定义语句：
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<code>
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defines: {
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FOO: 15,
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BAR: true
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}
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</code>
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|
这将在GLSL代码中产生如下定义语句：
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<code>
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#define FOO 15
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||
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#define BAR true
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||
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|
</code>
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||
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</p>
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<h3>[property:Object extensions]</h3>
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<p> 一个有如下属性的对象：
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<code>
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this.extensions = {
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derivatives: false, // set to use derivatives
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fragDepth: false, // set to use fragment depth values
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drawBuffers: false, // set to use draw buffers
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shaderTextureLOD: false // set to use shader texture LOD
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};
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|
</code>
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</p>
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<h3>[property:Boolean fog]</h3>
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<p> 定义材质颜色是否受全局雾设置的影响; 如果将fog uniforms传递给shader，则为true。默认值为false。
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</p>
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<h3>[property:String fragmentShader]</h3>
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<p>
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片元着色器的GLSL代码。这是shader程序的实际代码。在上面的例子中，
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*vertexShader* 和 *fragmentShader* 代码是从DOM（HTML文档）中获取的；
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它也可以作为一个字符串直接传递或者通过AJAX加载。
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</p>
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<h3>[property:String glslVersion]</h3>
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<p>
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Defines the GLSL version of custom shader code. Only relevant for WebGL 2 in order to define whether to specify
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GLSL 3.0 or not. Valid values are *THREE.GLSL1* or *THREE.GLSL3*. Default is *null*.
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</p>
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<h3>[property:String index0AttributeName]</h3>
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<p> 如果设置，则调用[link:https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/WebGLRenderingContext/bindAttribLocation gl.bindAttribLocation]
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将通用顶点索引绑定到属性变量。默认值未定义。
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</p>
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<h3>[property:Boolean isShaderMaterial]</h3>
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<p>
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Read-only flag to check if a given object is of type [name].
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</p>
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<h3>[property:Boolean lights]</h3>
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<p> 材质是否受到光照的影响。默认值为 *false*。如果传递与光照相关的uniform数据到这个材质，则为true。默认是false。
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</p>
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|
<h3>[property:Float linewidth]</h3>
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<p>控制线框宽度。默认值为1。<br /><br />
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由于[link:https://www.khronos.org/registry/OpenGL/specs/gl/glspec46.core.pdf OpenGL Core Profile]与大多数平台上[page:WebGLRenderer WebGL]渲染器的限制，无论如何设置该值，线宽始终为1。
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</p>
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<h3>[property:Boolean flatShading]</h3>
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<p> 定义材质是否使用平面着色进行渲染。默认值为false。
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</p>
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<h3>[property:Object uniforms]</h3>
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<p> 如下形式的对象：
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{ "uniform1": { value: 1.0 }, "uniform2": { value: 2 } }
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</code>
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指定要传递给shader代码的uniforms；键为uniform的名称，值(value)是如下形式：
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<code>
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{ value: 1.0 }
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|
</code>
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这里 *value* 是uniform的值。名称必须匹配 uniform 的name，和GLSL代码中的定义一样。
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注意，uniforms逐帧被刷新，所以更新uniform值将立即更新GLSL代码中的相应值。
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</p>
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<h3>[property:Boolean uniformsNeedUpdate]</h3>
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<p>
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Can be used to force a uniform update while changing uniforms in [page:Object3D.onBeforeRender](). Default is *false*.
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</p>
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<h3>[property:Boolean vertexColors]</h3>
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<p>
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Defines whether vertex coloring is used. Default is *false*.
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</p>
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<h3>[property:String vertexShader]</h3>
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<p> 顶点着色器的GLSL代码。这是shader程序的实际代码。
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在上面的例子中，*vertexShader* 和 *fragmentShader* 代码是从DOM（HTML文档）中获取的；
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它也可以作为一个字符串直接传递或者通过AJAX加载。
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</p>
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<h3>[property:Boolean wireframe]</h3>
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<p> 将几何体渲染为线框(通过GL_LINES而不是GL_TRIANGLES)。默认值为*false*（即渲染为平面多边形）。
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</p>
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<h3>[property:Float wireframeLinewidth]</h3>
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<p>控制线框宽度。默认值为1。<br /><br />
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由于[link:https://www.khronos.org/registry/OpenGL/specs/gl/glspec46.core.pdf OpenGL Core Profile]与大多数平台上[page:WebGLRenderer WebGL]渲染器的限制，无论如何设置该值，线宽始终为1。
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</p>
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<h2>方法(Methods)</h2>
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<p>共有方法请参见其基类[page:Material]。</p>
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<h3>[method:ShaderMaterial clone]() [param:ShaderMaterial this]</h3>
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<p> 创建该材质的一个浅拷贝。需要注意的是，vertexShader和fragmentShader使用<em>引用拷贝</em>；
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*attributes*的定义也是如此;
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这意味着，克隆的材质将共享相同的编译[page:WebGLProgram]；
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但是，*uniforms* 是 <em>值拷贝</em>，这样对不同的材质我们可以有不同的uniforms变量。
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</p>
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<h2>源码(Source)</h2>
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<p>
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[link:https://github.com/mrdoob/three.js/blob/master/src/[path].js src/[path].js]
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</p>
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</body>
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</html>
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