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three.js 源码注释（五十）Material /MeshPhongMaterial.js
商域无疆 (http://blog.csdn.net/omni360/)
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转载请保留此句：商域无疆 - 本博客专注于 敏捷开发及移动和物联设备研究：数据可视化、GOLANG、Html5、WEBGL、THREE.JS，否则，出自本博客的文章拒绝转载或再转载，谢谢合作。
俺也是刚开始学,好多地儿肯定不对还请见谅.
以下代码是THREE.JS 源码文件中materials/MeshPhongMaterial.js文件的注释.
更多更新在 : https://github.com/omni360/three.js.sourcecode
/**
* @author mrdoob / http://mrdoob.com/
* @author alteredq / http://alteredqualia.com/
*
* parameters = {
* color: <hex>,
* ambient: <hex>,
* emissive: <hex>,
* specular: <hex>,
* shininess: <float>,
* opacity: <float>,
*
* map: new THREE.Texture( <Image> ),
*
* lightMap: new THREE.Texture( <Image> ),
*
* bumpMap: new THREE.Texture( <Image> ),
* bumpScale: <float>,
*
* normalMap: new THREE.Texture( <Image> ),
* normalScale: <Vector2>,
*
* specularMap: new THREE.Texture( <Image> ),
*
* alphaMap: new THREE.Texture( <Image> ),
*
* envMap: new THREE.TextureCube( [posx, negx, posy, negy, posz, negz] ),
* combine: THREE.Multiply,
* reflectivity: <float>,
* refractionRatio: <float>,
*
* shading: THREE.SmoothShading,
* blending: THREE.NormalBlending,
* depthTest: <bool>,
* depthWrite: <bool>,
*
* wireframe: <boolean>,
* wireframeLinewidth: <float>,
*
* vertexColors: THREE.NoColors / THREE.VertexColors / THREE.FaceColors,
*
* skinning: <bool>,
* morphTargets: <bool>,
* morphNormals: <bool>,
*
* fog: <bool>
* }
*/
/*
///MeshPhongMaterial方法根据参数parameters创建mesh(网格)的phong(冯氏)材质类型,表面有光泽的材质类型,计算每个像素,
///parameters参数的格式看上面.MeshPhongMaterial对象的功能函数采用,定义构造的函数原型对象来实现.大部分属性方法继承自材质的基类Material.
*/
///<summary>MeshPhongMaterial</summary>
///<param name ="parameters" type="String">string类型的JSON格式材质属性参数</param>
///<returns type="MeshPhongMaterial">返回MeshPhongMaterial,网格标准材质.</returns>
THREE.MeshPhongMaterial = function ( parameters ) {
THREE.Material.call( this );
this.color = new THREE.Color( 0xffffff ); // diffuse 漫射颜色,默认初始化为0xffffff,白色
this.ambient = new THREE.Color( 0xffffff ); //环境色 ,默认初始化为0xffffff, 白色, 乘以环境光对象的颜色
this.emissive = new THREE.Color( 0x000000 ); //自发光(荧光)颜色, 默认初始化为0x000000,黑色, 实体颜色,不受其他灯光的影响.
this.specular = new THREE.Color( 0x111111 ); //高光色, 默认初始化为0x111111,灰色, 材质发光区域的颜色,比如设置为漫射颜色,亮度加大,材质更像金属,设成灰色,使材质更像塑料.默认是灰色的.
this.shininess = 30; //高光的强度,默认是30, 数值越大,高光呈现出一个亮点.
/*
this.metal属性所关联的着色器语言.
" #ifdef METAL",
" gl_FragColor.xyz = gl_FragColor.xyz * ( totalDiffuse + ambientLightColor * ambient + totalSpecular );",
" #else",
" gl_FragColor.xyz = gl_FragColor.xyz * ( totalDiffuse + ambientLightColor * ambient ) + totalSpecular;",
*/
this.metal = false; //是否是金属????
//TODO: 上面的注释是metal属性所对应的算法,好像是对颜色的计算有些改变,具体有啥不同,有待研究.
/*
this.wrapAround和this.wrapRGB所关联的着色器语言
// diffuse散射
" #ifdef WRAP_AROUND",
" float spotDiffuseWeightFull = max( dot( normal, spotVector ), 0.0 );",
" float spotDiffuseWeightHalf = max( 0.5 * dot( normal, spotVector ) + 0.5, 0.0 );",
" vec3 spotDiffuseWeight = mix( vec3( spotDiffuseWeightFull ), vec3( spotDiffuseWeightHalf ), wrapRGB );",
genType mix (genType x, genType y, genType a)、genType mix (genType x, genType y, float a)
返回线性混合的x和y，如：x*(1?a)+y*a
" #else",
" float spotDiffuseWeight = max( dot( normal, spotVector ), 0.0 );",
" #endif",
*/
this.wrapAround = false; //是否遮罩??
//TODO: this.wrapAround和this.wrapRGB属性有点含糊,还需要测试.
this.wrapRGB = new THREE.Vector3( 1, 1, 1 ); //通过设置wrapRGB的数值,根据上面注释中的公式,对材质颜色进行线性混合.
this.map = null; //普通贴图贴图,默认为null
/*********************************为什么要用Lightmapping**************************************************************************
参考:http://blog.sina.com.cn/s/blog_5b6cb9500101cplo.html
1.为什么要用Lightmapping?
简单来说就是实时灯光计算十分耗时，随着光源越多会倍增计算耗时。使用Lightmap模拟灯光带来的效果，便不用去计算灯光，会带来性能上
的大大提升。当然你不用灯光效果也是没问题的，具体还是看项目需求。最简单的直接在3dmas或maya里面烘培完贴图顶点色也行。
***************************************************************************************************************************/
this.lightMap = null //光照贴图,默认为null;
//所谓纯色的凹凸贴图就是如同浮雕效果一样的图像。其颜色与线框色相同。如果按默认色的话则为黑（白）色（即：黑色屏幕时为白色，白色背景时为黑色。）如下面的浮雕效果，就是白色线框绘出的立方体而凹凸贴图的。
this.bumpMap = null; //凹凸贴图,默认为null
this.bumpScale = 1; //凹凸贴图的纹理大小
//法线贴图就是在原物体的凹凸表面的每个点上均作法线，通过RGB颜色通道来标记法线的方向，你可以把它理解成与原凹凸表面平行的另一个不同的表面，但实际上它又只是一个光滑的平面。
//对于视觉效果而言，它的效率比原有的凹凸表面更高，若在特定位置上应用光源，可以让细节程度较低的表面生成高细节程度的精确光照方向和反射效果。
this.normalMap = null; //法线贴图
this.normalScale = new THREE.Vector2( 1, 1 ); //法线缩放,指定一个数值,将法线贴图与网格大小进行匹配.
//TODO:这里有些含糊,先这样理解.
this.specularMap = null; //高光贴图,默认为null
this.alphaMap = null; //透明通道贴图,默认为null
this.envMap = null; //环境贴图,默认为null
// TEXTURE CONSTANTS
//纹理常量,用来设置材质混合模式,有
//THREE.MultiplyOperation, 相乘,photoshop中的图层混合翻译成正片叠底
//THREE.MixOperation, //混合模式
//THREE.AddOperation, //增加模式
//参考: http://avnpc.com/pages/photoshop-layer-blending-algorithm
//参考:
//TODO: 是不是还可以实现更多的模式?
// Normal正常模式
// Dissolve溶解模式
// Dancing Dissolve动态溶解模式
// Darken变暗模式
// Multiply正片叠底模式
// Linear Burn线性加深模式
// Color Burn颜色加深模式
// Classic Color Burn为兼容早版本的Color Burn模式
// Add增加模式
// Lighten变亮模式
// Screen屏幕模式
// Linear Dodge线性减淡模式
// Overlay叠加模式
// Soft Light柔光模式
// Hard Light强光模式
// Liner Light线性加光模式
// Vivid Light清晰加光模式
// Din Light阻光模式
// Hard Mix强光混合模式
// Difference差别模式
// Classic Difference兼容老版本的差别模式
// Exclusion排除模式
// Hue色相模式
// Saturation饱和度模式
// Color颜色模式
// Luminosity高度模式。
// 上面所列的层模式，是通上下层的颜色通道混合产生影响变化，而下层的层模式则是通过层的Alpha通道影响混合变化。
// Stencil Alpha：Alpha通道模式
// Stencil Luma：亮度模式
// Slihouette Alpha：Alpha通道轮廓
// Slihouette Luma：亮度轮廓
// Alpha Add：Alpha添加
// Luminescent Premul：冷光模式。
/****************混合模式公式***************************************************************************************************************
Photoshop图层混合模式计算公式大全
关于photoshop的图层混合模式，大家一定都非常熟悉了，我在这里把各种混合模式的计算公式都详细的描述一便，希望能够对大家理解图层的混合模式
有所帮助，编写仓促，不足之处请多批评指正。
混合模式可以将两个图层的色彩值紧密结合在一起，从而创造出大量的效果。在这些效果的背后实际是一些简单的数学公式在起作用。下面我将介绍photoshop cs2
中所有混合模式的数学计算公式。另外还介绍了不透明度。下面所介绍的公式仅适用于RGB图像。对于Lab颜色图像而言，这些公式将不再适用。
Opacity 不透明度
C=d*A+(1-d)*B
相对于不透明度而言，其反义就是透明度。这两个术语之间的关系就类似于正负之间的关系：100%的不透明度就是0%的透明度。该混合模式相对来说比较简单，在该混合模式下，
如果两个图层的叠放顺序不一样，其结果也是不一样的（当然50%透明除外）。
该公式中，A代表了上面图层像素的色彩值（A=像素值/255），d表示该层的透明度，B代表下面图层像素的色彩值（B=像素值/255），C代表了混合像素的色彩
值（真实的结果像素值应该为255*C）。该公式也应用于层蒙板，在这种情况下，d代表了蒙板图层中给定位置像素的亮度，下同，不再叙述。
Darken 变暗
B<=A: C=B
B>=A: C=A
该模式通过比较上下层像素后取相对较暗的像素作为输出，注意，每个不同的颜色通道的像素都是独立的进行比较，色彩值相对较小的作为输出结果，
下层表示叠放次序位于下面的那个图层，上层表示叠放次序位于上面的那个图层，下同，不再叙述。
Lighten 变亮
B<=A: C=A
B>A: C=B
该模式和前面的模式是相似，不同的是取色彩值较大的（也就是较亮的）作为输出结果。
Multiply 正片叠底
C=A*B
该效果将两层像素的标准色彩值（基于0..1之间）相乘后输出，其效果可以形容成：两个幻灯片叠加在一起然后放映，透射光需要分别通过这两个幻灯片，
从而被削弱了两次。
Screen 滤色
C=1-(1-A)*(1-B)也可以写成 1-C=(1-A)*(1-B)
该模式和上一个模式刚好相反，上下层像素的标准色彩值反相后相乘后输出，输出结果比两者的像素值都将要亮（就好像两台投影机分别对其中一个图层进行
投影后，然后投射到同一个屏幕上）。从第二个公式中我们可以看出，如果两个图层反相后，采用Multiply模式混合，则将和对这两个图层采用Screen模式混合后反相的结果完全一样。
Color Dodge 颜色减淡
C=B/(1-A)
该模式下，上层的亮度决定了下层的暴露程度。如果上层越亮，下层获取的光越多，也就是越亮。如果上层是纯黑色，也就是没有亮度，则根本不会影响下层。
如果上层是纯白色，则下层除了像素为255的地方暴露外，其他地方全部为白色（也就是255，不暴露）。结果最黑的地方不会低于下层的像素值。
Color Burn 颜色加深
C=1-(1-B)/A
该模式和上一个模式刚好相反。如果上层越暗，则下层获取的光越少，如果上层为全黑色，则下层越黑，如果上层为全白色，则根本不会影响下层。
结果最亮的地方不会高于下层的像素值。
Linear Dodge 线形减淡
C=A+B
将上下层的色彩值相加。结果将更亮。
Linear Burn 线形加深
C=A+B-1
如果上下层的像素值之和小于255，输出结果将会是纯黑色。如果将上层反相，结果将是纯粹的数学减。
Overlay 叠加
B<=0.5: C=2*A*B
B>0.5: C=1-2*(1-A)*(1-B)
依据下层色彩值的不同，该模式可能是Multiply，也可能是Screen模式。
上层决定了下层中间色调偏移的强度。如果上层为50%灰，则结果将完全为下层像素的值。如果上层比50%灰暗，则下层的中间色调的将向暗地方偏移，
如果上层比50%灰亮，则下层的中间色调的将向亮地方偏移。对于上层比50%灰暗，下层中间色调以下的色带变窄（原来为0~2*0.4*0.5，现在为0~2*0.3*0.5），
中间色调以上的色带变宽（原来为2*0.4*0.5~1，现在为2*0.3*0.5~1）。反之亦然。
Hard Light 强光
A<=0.5: C=2*A*B
A>0.5: C=1-2*(1-A)*(1-B)
该模式完全相对应于Overlay模式下，两个图层进行次序交换的情况。如过上层的颜色高于50%灰，则下层越亮，反之越暗。
Soft Light 柔光
A<=0.5: C=(2*A-1)*(B-B*B)+B
A>0.5: C=(2*A-1)*(sqrt(B)-B)+B
该模式类似上层以Gamma值范围为2.0到0.5的方式来调制下层的色彩值。结果将是一个非常柔和的组合。
Vivid Light 亮光
A<=0.5: C=1-(1-B)/2*A
A>0.5: C=B/(2*(1-A))
该模式非常强烈的增加了对比度，特别是在高亮和阴暗处。可以认为是阴暗处应用Color Burn和高亮处应用Color Dodge。
Linear Light 线形光
C=B+2*A-1
相对于前一种模式而言，该模式增加的对比度要弱些。其类似于Linear Burn,只不过是加深了上层的影响力。
Pin Light 点光
B<2*A-1: C=2*A-1
2*A-1<B<2*A: C=B
B>2*A: C=2*A
该模式结果就是导致中间调几乎是不变的下层，但是两边是Darken和Lighte年模式的组合。
Hard Mix 实色混合
A<1-B: C=0
A>1-B: C=1
该模式导致了最终结果仅包含6种基本颜色，每个通道要么就是0，要么就是255。
Difference 差值
C=|A-B|
上下层色调的绝对值。该模式主要用于比较两个不同版本的图片。如果两者完全一样，则结果为全黑。
Exclusion 排除
C=A+B-2*A*B
亮的图片区域将导致另一层的反相，很暗的区域则将导致另一层完全没有改变。
Hue 色相
HcScYc =HASBYB
输出图像的色调为上层，饱和度和亮度保持为下层。对于灰色上层，结果为去色的下层。
Saturation 饱和度
HcScYc =HBSAYB
输出图像的饱和度为上层，色调和亮度保持为下层。
Color 颜色
HcScYc =HASAYB
输出图像的亮度为下层，色调和饱和度保持为上层。
Luminosity 亮度
HcScYc =HBSBYA
输出图像的亮度为上层，色调和饱和度保持为下层。
Dissolve 溶解
该模式根本不是真正的溶解，因此并不是适合Dissolve这个称谓，其表现仅仅和Normal类似。其从上层中随机抽取一些像素作为透明，
使其可以看到下层，随着上层透明度越低，可看到的下层区域越多。如果上层完全不透明，则效果和Normal不会有任何不同。
******************************混合模式公式**************************************************************************************************/
this.combine = THREE.MultiplyOperation; //混合模式
this.reflectivity = 1; //反射率,默认为1
this.refractionRatio = 0.98; //折射率,默认为0.98
this.fog = true; //雾效,默认开启
// shading
// 着色处理
/*********************着色方式**************************************************************************
着色方式
绝大多数的3D物体是由多边形（polygon）所构成的，它们都必须经过某些着色处理的手续，才不会以线结构（wireframe）的方式显示。
这些着色处理方式有差到好，依次主要分为FlatShading、GouraudShading、PhoneShading、ScanlineRenderer、Ray-Traced。
FlatShading（平面着色）
也叫做“恒量着色”，平面着色是最简单也是最快速的着色方法，每个多边形都会被指定一个单一且没有变化的颜色。这种方法虽然会产生出不真实
的效果，不过它非常适用于快速成像及其它要求速度重于细致度的场合，如：生成预览动画。
GouraudShading（高洛德着色/高氏着色）
这种着色的效果要好得多，也是在游戏中使用最广泛的一种着色方式。它可对3D模型各顶点的颜色进行平滑、融合处理，将每个多边形上的每个点
赋以一组色调值，同时将多边形着上较为顺滑的渐变色，使其外观具有更强烈的实时感和立体动感，不过其着色速度比平面着色慢得多。
PhoneShading（补色着色）
首先，找出每个多边形顶点，然后根据内插值的方法，算出顶点间算连线上像素的光影值，接着再次运用线性的插值处理，算出其他所有像素高氏着
色在取样计算时，只顾及每个多边形顶点的光影效果，而补色着色却会把所有的点都计算进去。
ScanlineRenderer（扫描线着色）
这是3ds Max的默认渲染方式，它是一种基于一组连续水平线的着色方式，由于它渲染速度较快，一般被使用在预览场景中。
Ray-Traced（光线跟踪着色）
光线跟踪是真实按照物理照射光线的入射路径投射在物体上，最终反射回摄象机所得到每一个像素的真实值的着色算法，由于它计算精确，所得到的
图象效果优质，因此制作CG一定要使用该选项。
Radiosity（辐射着色）
这是一种类似光线跟踪的特效。它通过制定在场景中光线的来源并且根据物体的位置和反射情况来计算从观察者到光源的整个路径上的光影效果。在
这条线路上，光线受到不同物体的相互影响，如：反射、吸收、折射等情况都被计算在内。
glShadeModel( GLenum mode )可以设置的着色模型有：GL_SMOOTH和GL_FLAT
GL_FLAT恒定着色：对点，直线或多边形采用一种颜色进行绘制，整个图元的颜色就是它的任何一点的颜色。
GL_SMOOTH平滑着色：用多种颜色进行绘制，每个顶点都是单独进行处理的，各顶点和各图元之间采用均匀插值。
*********************着色方式**************************************************************************/
this.shading = THREE.SmoothShading;//着色方式,THREE.SmoothShading平滑着色：用多种颜色进行绘制，每个顶点都是单独进行处理的，各顶点和各图元之间采用均匀插值。
//还有以下几种THREE.NoShading = 0; //不着色????
//THREE.FlatShading = 1; //GL_FLAT恒定着色：对点，直线或多边形采用一种颜色进行绘制，整个图元的颜色就是它的任何一点的颜色。
this.wireframe = false; //以线框方式渲染几何体.默认为false
this.wireframeLinewidth = 1; //线框的宽度.
/*******************************************linecap和linejoin属性详解****************************************
lineCap 属性指定线段如何结束。只有绘制较宽线段时，它才有效。这个属性的合法值如下表所示。默认值是："round"。
值 含义
"butt" 这个默认值指定了线段应该没有线帽。线条的末点是平直的而且和线条的方向正交，这条线段在其端点之外没有扩展。
"round" 这个值指定了线段应该带有一个半圆形的线帽，半圆的直径等于线段的宽度，并且线段在端点之外扩展了线段宽度的一半。
"square" 这个值表示线段应该带有一个矩形线帽。这个值和 "butt" 一样，但是线段扩展了自己的宽度的一半。
lineJoin 属性设置或返回所创建边角的类型，当两条线交汇时。
注释：值 "miter" 受 miterLimit 属性的影响。
默认值： round
值 描述
bevel 创建斜角。
round 创建圆角。
miter 默认。创建尖角。
********************************************linecap和linejoin属性详解****************************************/
this.wireframeLinecap = 'round'; //线框的线段端点的样式,默认为round,和html的canvas里的属性一样也有"butt", "round", "square"
this.wireframeLinejoin = 'round'; //线框的线段边角的类型，当两条线交汇时,默认为round,和html的canvas里的属性一样也有"round", "bevel", "miter"
//TODO: 要给线框设置线型怎么办?
this.vertexColors = THREE.NoColors;
this.skinning = false; //定义材质是否使用蒙皮,默认初始化为false
this.morphTargets = false; //定义材质是否设定目标变形动画,默认为false
this.morphNormals = false; //定义是否反转(变换)法线,默认为false
this.setValues( parameters ); //调用Material类的setValues方法,将参数parameters赋值给当前MeshPhongMaterial材质的属性.
};
/*************************************************************
****下面是MeshPhongMaterial对象的方法属性定义,继承自Material
*************************************************************/
THREE.MeshPhongMaterial.prototype = Object.create( THREE.Material.prototype );
/*clone方法
///clone方法克隆MeshPhongMaterial对象,
*/
///<summary>clone</summary>
///<param name ="material" type="MeshPhongMaterial">MeshPhongMaterial对象,可有可无.</param>
///<returns type="MeshPhongMaterial">返回克隆的MeshPhongMaterial对象</returns>
THREE.MeshPhongMaterial.prototype.clone = function () {
//以下是将材质的属性一一进行复制
var material = new THREE.MeshPhongMaterial();
THREE.Material.prototype.clone.call( this, material );
material.color.copy( this.color );
material.ambient.copy( this.ambient );
material.emissive.copy( this.emissive );
material.specular.copy( this.specular );
material.shininess = this.shininess;
material.metal = this.metal;
material.wrapAround = this.wrapAround;
material.wrapRGB.copy( this.wrapRGB );
material.map = this.map;
material.lightMap = this.lightMap;
material.bumpMap = this.bumpMap;
material.bumpScale = this.bumpScale;
material.normalMap = this.normalMap;
material.normalScale.copy( this.normalScale );
material.specularMap = this.specularMap;
material.alphaMap = this.alphaMap;
material.envMap = this.envMap;
material.combine = this.combine;
material.reflectivity = this.reflectivity;
material.refractionRatio = this.refractionRatio;
material.fog = this.fog;
material.shading = this.shading;
material.wireframe = this.wireframe;
material.wireframeLinewidth = this.wireframeLinewidth;
material.wireframeLinecap = this.wireframeLinecap;
material.wireframeLinejoin = this.wireframeLinejoin;
material.vertexColors = this.vertexColors;
material.skinning = this.skinning;
material.morphTargets = this.morphTargets;
material.morphNormals = this.morphNormals;
return material; //返回克隆的MeshPhongMaterial对象
};
商域无疆 (http://blog.csdn.net/omni360/)
本文遵循“署名-非商业用途-保持一致”创作公用协议
转载请保留此句：商域无疆 - 本博客专注于 敏捷开发及移动和物联设备研究：数据可视化、GOLANG、Html5、WEBGL、THREE.JS，否则，出自本博客的文章拒绝转载或再转载，谢谢合作。
以下代码是THREE.JS 源码文件中materials/MeshPhongMaterial.js文件的注释.
更多更新在 : https://github.com/omni360/three.js.sourcecode
three.js 源码注释（五十）Material /MeshPhongMaterial.js
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