[Java3D] Java3D探奇（六）——材质贴图

Mr.cai

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发表于 2011-8-5 11:48:26 |只看该作者 |倒序浏览

材质贴图

材质贴图通过增加对象表面的额外视觉细节来增强场景的真实感。

假定您想在场景中绘制一堵石头墙。您可以为每块石头、每片灰泥定义几何对象，然后将渲染所有这些对象以模拟这堵石头墙。那样做的工作量会很大。一个替代的方法是使用材质贴图。在本例中，您可以使用一个矩形对象来表示整堵墙，然后将一副石头墙的图像粘贴到该矩形上（如随 Java 3D 提供的 stone.jpg 图像）。

为了使用材质贴图，您需要指定图像，要将该图像粘贴到对象的位置，以及当图像不能和粘贴位置完全吻合时该如何处理，例如将一副矩形位图粘贴到一个非矩形多边形上。在本节的余下部分中，我们将讨论这些任务。

近年来，材质贴图硬件方面的技术进展是突飞猛进的，从而产生了相当复杂的问题，该问题已超出了本教程的范围。如果您对材质贴图的更高级的细节感兴趣，我推荐您学习 Sun 的 Java 3D 网站上的实用材质的教程。

装入材质

同光照一样，材质贴图影响整个几何对象。我们将再一次使用 Appearance 类来指定材质贴图效果。

Java 3D 简化了装入材质图像的过程。TextureLoader 类位于 Java 3D 实用类中：

TextureLoader texLoader = new TextureLoader(url,imageobserver)

appearance.setTexture(texLoader.getTexture());

为了看起来更真实，请总是将材质图像的宽度和高度设置成 2 的幂。其它的值会导致 TextureLoader 将材质压变形。

如果图像文件只有 RGB 值，而没有 alpha 值，则使用：

TextureLoader texLoader = new TextureLoader(url,new String("RGB"), imageobserver)

粘贴到图像上

既然我们已经装入了一幅材质图，我们需要指定如何将它粘贴到对象上。我们通过对每个顶点使用材质坐标来完成这一任务。材质坐标定义了对您的对象的每个多边形使用材质图像的哪一块。一个有用的类比是想象如何将包装纸包装到礼品上。

幸运的是，Primitive 类将为您生成材质坐标 ― 就象它们为计算光照生成法线一样。

如果您没有使用 Primitive 类，那么您需要自己定义材质坐标。要完成这一任务，同时在 x 和 y 方向指定介于 0.0 和 1.0 之间的值。以石头墙为例，我们需要为石头墙的每一个角指定材质坐标。假定我们要在墙壁上使用整幅石头图像，我们需要为四个角中的每个角指定一个坐标：(0,0)、(1,0)、(1,1) 和(0,1)。这会将整个石头图像在组成这堵墙的矩形中拉伸。

压缩和拉伸材质

当需要将矩形材质用于非矩形区域时，材质贴图会变得复杂。将材质粘贴到对象上时对其进行的压缩或拉伸被称为过滤。

过滤时，如果提供材质的不同尺寸的表示（小地图）供 Java 3D 使用，材质贴图看起来将更真实。

有几种方法可用于过滤材质。您可以根据显卡的性能和期望的外观来选择过滤类型。您需要做一些尝试来确定哪种方式看起来最好。

材质贴图示例

该文件使用材质贴图的 Primitive。记住 Primitive 类将生成用于定义图像在对象上的粘贴位置的材质坐标。我们的示例使用 TextureLoader 实用程序来读入一幅 jpeg 图像并生成在 MIP 贴图中所用的过滤图像。请注意如何将材质压入球的两极和圆锥的锥顶。在每一个锥体／球体对中都使用了不同的材质过滤。您可以注意到在红色条纹和白色条纹之间的边界上的过滤差别。

为了让材质装入器为您生成预过滤图像，请在构造 TextureLoader 时指定 GENERATE_MIPMAP。在您的 Texture 对象（存储在 Appearance 对象中）指定 MIP 贴图过滤函数。

材质贴图要点

·材质贴图是一个将图像粘贴到几何对象上的过程。使用每个顶点的材质坐标来控制图像的方向和在几何对象上的位置。

·使用 TextureLoader 实用程序读入图像文件，并在构造函数中指定 TextureLoader.GENERATE_MIPMAP 标志。

·无需您亲自指定材质坐标，让 Primitive 类为您生成。在构造 Primitive 时，使用 Primitive.GENERATE_TEXTURE_COORDS。

·材质贴图是一个复杂的主题。不要急于掌握所有不同的选项。刚开始时可以使用缺省值。