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threejs/manual/ko/materials.html

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first
3 years ago
<!DOCTYPE html><html lang="ko"><head>
<meta charset="utf-8">
<title>재질(Materials)</title>
<meta name="viewport" content="width=device-width, user-scalable=no, minimum-scale=1.0, maximum-scale=1.0">
<meta name="twitter:card" content="summary_large_image">
<meta name="twitter:site" content="@threejs">
<meta name="twitter:title" content="Three.js – 재질(Materials)">
<meta property="og:image" content="https://threejs.org/files/share.png">
<link rel="shortcut icon" href="/files/favicon_white.ico" media="(prefers-color-scheme: dark)">
<link rel="shortcut icon" href="/files/favicon.ico" media="(prefers-color-scheme: light)">
<link rel="stylesheet" href="/manual/resources/lesson.css">
<link rel="stylesheet" href="/manual/resources/lang.css">
<!-- Import maps polyfill -->
<!-- Remove this when import maps will be widely supported -->
<script async src="https://unpkg.com/es-module-shims@1.3.6/dist/es-module-shims.js"></script>
<script type="importmap">
{
"imports": {
"three": "../../build/three.module.js"
}
}
</script>
<link rel="stylesheet" href="/manual/ko/lang.css">
</head>
<body>
<div class="container">
<div class="lesson-title">
<h1>재질(Materials)</h1>
</div>
<div class="lesson">
<div class="lesson-main">
<p>※ 이 글은 Three.js의 튜토리얼 시리즈로서,
먼저 <a href="fundamentals.html">Three.js의 기본 구조에 관한 글</a>을
읽고 오길 권장합니다.</p>
<p>Three.js에는 기본으로 제공하는 재질(materials) 몇 개가 있습니다.
재질이란, 물체가 씬(scene)에 어떤 식으로 나타날지를 결정하는 요소로서,
어떤 재질을 사용할지는 전적으로 상황에 따라 판단해야 합니다.</p>
<p>재질의 속성(property)를 정하는 방법은 크게 두 가지로 나뉩니다. 하나는
이전처럼 생성자를 호출할 때 값을 넘겨주는 것이고,</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">const material = new THREE.MeshPhongMaterial({
color: 0xFF0000, // 빨강 (CSS처럼 문자열로 넘겨줄 수도 있음. "#ff0000")
flatShading: true,
});
</pre>
<p>다른 하나는 생성한 뒤에 바꾸는 것이죠.</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">const material = new THREE.MeshPhongMaterial();
material.color.setHSL(0, 1, .5); // 빨강
material.flatShading = true;
</pre>
<p>물론 HSL 색상 모델 외에 rgb, hex 등 다양한 방법으로 색을 지정할
수 있습니다.</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">material.color.set(0x00FFFF); // CSS의 #RRGGBB 형식
material.color.set(cssString); /* CSS 색상 문자열, 예를 들어 'purple', '#F32',
* 'rgb(255, 127, 64)',
* 'hsl(180, 50%, 25%)' 등
*/
material.color.set(someColor) // THREE.Color에 정의된 static 색상
material.color.setHSL(h, s, l) // hsl 색상, 0부터 1까지
material.color.setRGB(r, g, b) // rgb 색상, 0부터 1까지
</pre>
<p>생성시에도 hex 값 또는 CSS 문자열을 전달해도 됩니다.</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">const m1 = new THREE.MeshBasicMaterial({color: 0xFF0000}); // 빨강
const m2 = new THREE.MeshBasicMaterial({color: 'red'}); // 빨강
const m3 = new THREE.MeshBasicMaterial({color: '#F00'}); // 빨강
const m4 = new THREE.MeshBasicMaterial({color: 'rgb(255,0,0)'}); // 빨강
const m5 = new THREE.MeshBasicMaterial({color: 'hsl(0,100%,50%)'}); // 빨강
</pre>
<p>이제 Three.js의 기본 재질을 살펴보겠습니다.</p>
<p><a href="/docs/#api/ko/materials/MeshBasicMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshBasicMaterial</code></a>은 광원의 영향을 받지 않습니다. <a href="/docs/#api/ko/materials/MeshLambertMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshLambertMaterial</code></a>은
정점에서만 광원을 계산하고, <a href="/docs/#api/ko/materials/MeshPhongMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshPhongMaterial</code></a>은 픽셀 하나하나 전부 광원을
계산합니다. 뿐만 아니라 <a href="/docs/#api/ko/materials/MeshPhongMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshPhongMaterial</code></a>은 반사점(specular highlights, 물체가 조명을 받을 때 물체에 나타나는 밝은 점. 역주)도
지원합니다.</p>
<div class="spread">
<div>
<div data-diagram="MeshBasicMaterial"></div>
<div class="code">Basic</div>
</div>
<div>
<div data-diagram="MeshLambertMaterial"></div>
<div class="code">Lambert</div>
</div>
<div>
<div data-diagram="MeshPhongMaterial"></div>
<div class="code">Phong</div>
</div>
</div>
<div class="spread">
<div>
<div data-diagram="MeshBasicMaterialLowPoly"></div>
</div>
<div>
<div data-diagram="MeshLambertMaterialLowPoly"></div>
</div>
<div>
<div data-diagram="MeshPhongMaterialLowPoly"></div>
</div>
</div>
<div class="threejs_center code">같은 모델을 로우-폴리(low poly) 모델로 바꾼 것</div>
<p><a href="/docs/#api/ko/materials/MeshPhongMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshPhongMaterial</code></a>의 <code class="notranslate" translate="no">shininess</code> 속성으로 반사점의 <em>밝기</em>를 조절할 수
있습니다(기본값 30).</p>
<div class="spread">
<div>
<div data-diagram="MeshPhongMaterialShininess0"></div>
<div class="code">shininess: 0</div>
</div>
<div>
<div data-diagram="MeshPhongMaterialShininess30"></div>
<div class="code">shininess: 30</div>
</div>
<div>
<div data-diagram="MeshPhongMaterialShininess150"></div>
<div class="code">shininess: 150</div>
</div>
</div>
<p>만약 <a href="/docs/#api/ko/materials/MeshLambertMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshLambertMaterial</code></a>이나 <a href="/docs/#api/ko/materials/MeshPhongMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshPhongMaterial</code></a>의 <code class="notranslate" translate="no">emissive</code> 속성에
색상값을 지정하고, (<a href="/docs/#api/ko/materials/MeshPhongMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshPhongMaterial</code></a>은 <code class="notranslate" translate="no">shininess</code>도 0으로 지정해야함)
<code class="notranslate" translate="no">color</code> 속성을 검정으로 지정하면 <a href="/docs/#api/ko/materials/MeshBasicMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshBasicMaterial</code></a>과 마찬가지로 입체감이
사라집니다.</p>
<div class="spread">
<div>
<div data-diagram="MeshBasicMaterialCompare"></div>
<div class="code">
<div>Basic</div>
<div>color: 'purple'</div>
</div>
</div>
<div>
<div data-diagram="MeshLambertMaterialCompare"></div>
<div class="code">
<div>Lambert</div>
<div>color: 'black'</div>
<div>emissive: 'purple'</div>
</div>
</div>
<div>
<div data-diagram="MeshPhongMaterialCompare"></div>
<div class="code">
<div>Phong</div>
<div>color: 'black'</div>
<div>emissive: 'purple'</div>
<div>shininess: 0</div>
</div>
</div>
</div>
<p>왜 <a href="/docs/#api/ko/materials/MeshPhongMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshPhongMaterial</code></a>로 <a href="/docs/#api/ko/materials/MeshBasicMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshBasicMaterial</code></a>과 <a href="/docs/#api/ko/materials/MeshLambertMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshLambertMaterial</code></a>을
구현할 수 있는데 3가지로 분리해 놓았을까요? 이미 감을 잡으셨겠지만, 재질이
정교할수록 GPU의 부담이 커지기 때문입니다. GPU 성능이 낮은 저사양 기기에서는
덜 정교한 재질을 씀으로써 GPU의 부담을 줄일 수 있죠. 또한 복잡한 표현이 필요
없다면 더 간단한 재질을, 광원 효과가 아예 필요 없다면 <a href="/docs/#api/ko/materials/MeshBasicMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshBasicMaterial</code></a>을
사용하는 것이 좋습니다.</p>
<p><a href="/docs/#api/ko/materials/MeshToonMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshToonMaterial</code></a>은 <a href="/docs/#api/ko/materials/MeshPhongMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshPhongMaterial</code></a>과 유사하나, 큰 차이점이 하나 있습니다.
부드럽게 쉐이딩(shading)하는 대신, <a href="/docs/#api/ko/materials/MeshToonMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshToonMaterial</code></a>은 그라디언트 맵(gradient map)을
사용합니다. 기본적으로 <a href="/docs/#api/ko/materials/MeshToonMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshToonMaterial</code></a>은 처음 70%까지는 밝고 다음 100%까지는
어두운 그라디언트 맵을 사용하나, 그라디언트 맵을 직접 지정해 줄 수도 있죠. <a href="/docs/#api/ko/materials/MeshToonMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshToonMaterial</code></a>로
만든 물체는 투톤을 띄어 카툰 느낌을 줍니다.</p>
<div class="spread">
<div data-diagram="MeshToonMaterial"></div>
</div>
<p>다음으로 살펴 볼 두 재질은 <em>물리 기반 렌더링을 위한</em> 재질입니다. 물리 기반 렌더링(Physically Based Rendering)은
줄여서 PBR이라고 하죠.</p>
<p>위에서 살펴본 재질들은 재질을 3D처럼 보이게 하기 위해 간단한 수학을 사용하나,
이는 실제 세계와는 다릅니다. 이 두 가지 PBR 재질은 실제 세계에서처럼 물체를
구현하기 위해 훨씬 복잡한 수학을 사용하죠.</p>
<p>첫 번째는 <a href="/docs/#api/ko/materials/MeshStandardMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshStandardMaterial</code></a>입니다.<a href="/docs/#api/ko/materials/MeshPhongMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshPhongMaterial</code></a>과 <a href="/docs/#api/ko/materials/MeshStandardMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshStandardMaterial</code></a>의
가장 큰 차이점은 사용하는 속성이 다르다는 점입니다. <a href="/docs/#api/ko/materials/MeshPhongMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshPhongMaterial</code></a>은
<code class="notranslate" translate="no">shininess</code>를 사용하지만, <a href="/docs/#api/ko/materials/MeshStandardMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshStandardMaterial</code></a>은 <code class="notranslate" translate="no">roughness</code>와 <code class="notranslate" translate="no">metalness</code>
두 가지 속성을 사용합니다.</p>
<p><a href="/docs/#api/ko/materials/MeshStandardMaterial#roughness"><code class="notranslate" translate="no">roughness</code></a>는 <code class="notranslate" translate="no">roughness</code>는
0부터 1까지의 숫자값으로, <code class="notranslate" translate="no">shininess</code>의 반대입니다. 높은 <code class="notranslate" translate="no">roughness</code>를
가진 물체, 예를 들어 야구공은 빛 반사가 거의 없지만, 반대로 낮은
<code class="notranslate" translate="no">roughness</code>를 가진 물체, 당구공은 매우 번들번들하죠.</p>
<p><a href="/docs/#api/ko/materials/MeshStandardMaterial#metalness"><code class="notranslate" translate="no">metalness</code></a>는 얼마나 금속성입니다.
얼마나 금속 재질에 가까울 것인가로써, 0은 아예 금속 같지 않은 것이고,
1은 완전히 금속처럼 보이는 것을 의미합니다.</p>
<p>아래의 예제는 <a href="/docs/#api/ko/materials/MeshStandardMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshStandardMaterial</code></a>의 <code class="notranslate" translate="no">roughness</code>를 왼쪽에서 오른쪽으로
커지게(0 -&gt; 1), <code class="notranslate" translate="no">metalness</code>를 위에서 아래로 커지게(0 -&gt; 1) 한 것입니다.</p>
<div data-diagram="MeshStandardMaterial" style="min-height: 400px"></div>
<p><a href="/docs/#api/ko/materials/MeshPhysicalMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshPhysicalMaterial</code></a>은 <a href="/docs/#api/ko/materials/MeshStandardMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshStandardMaterial</code></a>과 기본적으로 같지만,
0부터 1까지의 <code class="notranslate" translate="no">clearcoat</code> 속성으로 표면에 코팅 세기를 설정하고,
<code class="notranslate" translate="no">clearcoatRoughness</code> 속성으로 코팅의 거침 정도를 설정한다는 점이 다릅니다.</p>
<p>아래는 위의 예제와 마찬가지로 <code class="notranslate" translate="no">roughness</code>와 <code class="notranslate" translate="no">metalness</code> 속성을 주고
<code class="notranslate" translate="no">clearcoat</code> 속성과 <code class="notranslate" translate="no">clearcoatRoughness</code> 속성을 조정할 수 있도록 한 예제입니다.</p>
<div data-diagram="MeshPhysicalMaterial" style="min-height: 400px"></div>
<p>여태까지 살펴본 Three.js의 기본 재질을 성능이 빠른 것부터 나열하면,</p>
<p><a href="/docs/#api/ko/materials/MeshBasicMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshBasicMaterial</code></a> ➡ <a href="/docs/#api/ko/materials/MeshLambertMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshLambertMaterial</code></a> ➡ <a href="/docs/#api/ko/materials/MeshPhongMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshPhongMaterial</code></a> ➡
<a href="/docs/#api/ko/materials/MeshStandardMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshStandardMaterial</code></a> ➡ <a href="/docs/#api/ko/materials/MeshPhysicalMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshPhysicalMaterial</code></a></p>
<p>입니다. 성능 부담이
클수록 더 현실적인 결과물을 얻을 수 있지만, 저사양 지원을 위해서는 코드
최적화에 그만큼 신경을 써야 합니다.</p>
<p>또 특수한 경우에 사용하는 세 가지 재질이 있습니다. <a href="/docs/#api/ko/materials/ShadowMaterial"><code class="notranslate" translate="no">ShadowMaterial</code></a>은
그림자로부터 데이터를 가져오는 데 사용하죠. 아직 그림자에 대해서는 다루지
않았지만, 그림자에 대해서 살펴볼 때 씬 뒤에서 무슨 일이 일어나는지
자세히 살펴볼 것입니다.</p>
<p><a href="/docs/#api/ko/materials/MeshDepthMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshDepthMaterial</code></a>은 각 픽셀의 깊이를 렌더링합니다. 카메라의 마이너스
<a href="/docs/#api/ko/cameras/PerspectiveCamera#near"><code class="notranslate" translate="no">near</code></a>에 위치한 픽셀은 0으로, 마이너스
<a href="/docs/#api/ko/cameras/PerspectiveCamera#far"><code class="notranslate" translate="no">far</code></a>에 위치한 픽셀은 1로 렌더링하죠. 이 재질을
사용해 구현할 수 있는 것에 대해서는 다른 글에서 나중에 다뤄보겠습니다.</p>
<div class="spread">
<div>
<div data-diagram="MeshDepthMaterial"></div>
</div>
</div>
<p><a href="/docs/#api/ko/materials/MeshNormalMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshNormalMaterial</code></a>은 <code class="notranslate" translate="no">geometry</code>의 <em>법선(normals)</em>을 보여줍니다.
<em>법선</em>이란 특정한 삼각형이나 픽셀이 가리키는 방향을 의미하죠.
<a href="/docs/#api/ko/materials/MeshNormalMaterial"><code class="notranslate" translate="no">MeshNormalMaterial</code></a>은 카메라를 기반으로 법선을 렌더링합니다.
<span class="color:red;">x축은 빨강</span>,
<span class="color:green;">y축은 초록</span>,
<span class="color:blue;">z축은 파랑</span>이죠.
다시 말해 오른쪽 면은 <span class="color:#FF7F7F;">분홍</span>,
왼쪽 면은 <span class="color:#007F7F;">청녹</span>,
위쪽 면은 <span class="color:#7FFF7F;">청녹</span>,
아래쪽 면은 <span class="color:#7F007F;">자주</span>,
정면은 <span class="color:#7F7FFF;">연보라</span>가 됩니다.</p>
<div class="spread">
<div>
<div data-diagram="MeshNormalMaterial"></div>
</div>
</div>
<p><a href="/docs/#api/ko/materials/ShaderMaterial"><code class="notranslate" translate="no">ShaderMaterial</code></a>과 <a href="/docs/#api/ko/materials/RawShaderMaterial"><code class="notranslate" translate="no">RawShaderMaterial</code></a>은 재질을 커스텀할 때 사용합니다.
둘의 차이점은 <a href="/docs/#api/ko/materials/ShaderMaterial"><code class="notranslate" translate="no">ShaderMaterial</code></a>은 Three.js의 쉐이더 시스템을 이용하고,
<a href="/docs/#api/ko/materials/RawShaderMaterial"><code class="notranslate" translate="no">RawShaderMaterial</code></a>은 아예 Three.js의 도움을 받지 않는다는 점이죠. 둘
다 짧게 다루기는 어려운 주제로, 나중에 상세하게 다루겠습니다.</p>
<p>재질 속성(properties)의 대부분은 <a href="/docs/#api/ko/materials/Material"><code class="notranslate" translate="no">Material</code></a> 클래스에 의해 정의됩니다.
자세한 건 <a href="/docs/#api/ko/materials/Material">공식 문서</a>를 참고하되, 여기서는 자주 사용하는
두 가지 속성만 살펴보도록 하죠.</p>
<p><a href="/docs/#api/ko/materials/Material#flatShading"><code class="notranslate" translate="no">flatShading</code></a>:
물체를 각지게(faceted) 표현할지의 여부입니다. 기본값은 <code class="notranslate" translate="no">false</code>.</p>
<div class="spread">
<div>
<div data-diagram="smoothShading"></div>
<div class="code">flatShading: false</div>
</div>
<div>
<div data-diagram="flatShading"></div>
<div class="code">flatShading: true</div>
</div>
</div>
<p><a href="/docs/#api/ko/materials/Material#side"><code class="notranslate" translate="no">side</code></a>:
어떤 면을 렌더링할지의 여부입니다. 기본값은 <code class="notranslate" translate="no">THREE.FrontSide(앞면)</code>.
다른 값으로는 <code class="notranslate" translate="no">THREE.BackSide(뒷면)</code>와 <code class="notranslate" translate="no">THREE.DoubleSide(양면)</code>를
지정할 수 있습니다. 3D로 렌더링한 물체는 대부분 불투명한 고체이기에,
뒷면(고체의 안쪽면)은 굳이 렌더링할 필요가 없습니다. <code class="notranslate" translate="no">side</code> 속성을
별도로 지정하는 경우는 면이나 비-고체 등 뒷면을 렌더링해야 할 경우
뿐이죠.</p>
<p>아래는 각각 <code class="notranslate" translate="no">THREE.FrontSide</code>와 <code class="notranslate" translate="no">THREE.DoubleSide</code>를 이용해 6개의
면을 렌더링한 것입니다.</p>
<div class="spread">
<div>
<div data-diagram="sideDefault" style="height: 250px;"></div>
<div class="code">side: THREE.FrontSide</div>
</div>
<div>
<div data-diagram="sideDouble" style="height: 250px;"></div>
<div class="code">side: THREE.DoubleSide</div>
</div>
</div>
<p>실제 프로젝트에서 재질을 다룰 때는 고려해야 할 것이 훨씬 많습니다.
이 장에서는 아주 기본적인 것만 살펴보았을 뿐이고, 제대로 사용하기
위해서는 알아야 할 것들이 훨씬 더 많죠. 예를 들어 나중에 살펴볼
텍스처(textures, 질감)만 추가해도 경우의 수가 엄청나게 늘어납니다.
말 나온 김에 바로 텍스처를 살펴보는 것도 좋지만, 다음 장에서는 잠시
쉬어가는 의미로 <a href="setup.html">Three.js 개발 환경 구성하기</a>에
대해 알아보겠습니다.</p>
<div class="threejs_bottombar">
<h3>material.needsUpdate</h3>
<p>
이 속성은 사용할 일이 그다지 많진 않으니 참고로 알아두시기 바랍니다.
Three.js는 재질을 사용할 때-해당 재질을 사용하는 물체를 렌더링할 때-
재질의 설정을 적용합니다. 재질을 바꿀 때는 많은 자원이 들어가기에,
Three.js는 기본적으로 처음 한 번만 재질의 설정을 적용합니다. 만약
재질의 속성(properties)을 런타임에 바꿔야 할 경우, <code class="notranslate" translate="no">material.needsUpdate = true</code>를
설정해 Three.js가 변경사항을 반영하도록 해야 하죠. 대표적으로
<code class="notranslate" translate="no">needsUpdate</code>를 사용해야 하는 경우는 다음과 같습니다.
</p>
<ul>
<li><code class="notranslate" translate="no">flatShading</code> 속성을 변경할 때</li>
<li>텍스처를 추가/제거할 때
<p>
단순히 텍스처를 변경할 때는 상관없으나, 아예 텍스처를 사용하지 않다가
텍스처를 추가하는 경우, 또는 텍스처를 사용하다가 텍스처를 제거하는 경우
<code class="notranslate" translate="no">needsUpdate = true</code>를 설정해주어야 합니다.
</p>
<p>
하지만 텍스처를 제거하는 경우, 대게 1x1 하얀색 픽셀 텍스처로 변경하는 게
낫습니다.
</p></li>
</ul>
<p>
위에서 언급했듯, 대부분의 앱은 이런 경우를 고려할 일이 거의 없습니다.
<code class="notranslate" translate="no">flatShade</code> 속성을 변경하는 경우는 흔치 않고, 텍스처를 변경하는
경우는 있어도 물체의 속성이나 색상을 지정하지 않았다가 추가하는 경우는 흔치 않기
때문입니다.
</p>
</div>
<p><canvas id="c"></canvas></p>
<script type="module" src="../resources/threejs-materials.js"></script>
</div>
</div>
</div>
<script src="/manual/resources/prettify.js"></script>
<script src="/manual/resources/lesson.js"></script>
</body></html>