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X3D 實戰基礎講座(八):紋理映射與座標變換

     編輯:Java 相關知識

紋理映射為 3D 物體表面增添細節紋理。本講涵蓋 PixelTexture (程序化像素紋理)、ImageTexture (圖片貼圖)、TextureCoordinate (紋理座標映射)、TextureTransform (紋理變換) 四大核心節點,附代碼與效果圖。

基本紋理節點

1. PixelTexture:像素陣列定義紋理

image 字段格式:寬度 高度 組件數 像素值...

  • 組件數:1=灰度、2=灰度+Alpha、3=RGB、4=RGBA
  • 像素值十六進制,如 0xff0000 (紅)

示例:2×2 RGBA 紋理

PixelTexture {
  image [2 2 4 0xff0000ff 0x00ff0080 0x0000ff40 0xffffffff]
}

PixelTexture代碼

像素紋理效果

映射規律:默認將幾何體表面均勻劃分為寬×高網格,每格中心為紋理採樣點,向四周插值過渡。

映射示意

2. ImageTexture:外部圖片貼圖

url 指定圖片路徑 (相對/絕對/HTTP),支持 .gif、.jpg、.png 等。

ImageTexture { url "x3d.gif" }

ImageTexture代碼

貼圖效果

基本幾何體默認六面全部貼圖。

紋理座標映射:TextureCoordinate

控制紋理圖像如何映射到幾何體表面。point 字段定義 2D 紋理座標 (s,t),範圍 [0,1] 為圖像內部,超出則重複/夾鉗 (視 repeatS/T)。

配合 IndexedFaceSet 使用:

  • coordIndex:頂點索引構建面 (-1 分隔面)
  • texCoordIndex:紋理座標索引,與 coordIndex 一一對應

示例:單面自定義紋理映射

IndexedFaceSet代碼

面構建示意

默認映射效果

添加 TextureCoordinate 並修改 texCoordIndex

自定義紋理座標

自定義映射效果

分析:紋理座標 (0,0)-(1,1) 對應圖像四角,索引順序決定映射關係。開啟 repeatS/T 可重複貼圖。

紋理座標示意

立方體六面不同貼圖

立方體貼圖代碼

立方體效果

紋理變換:TextureTransform

對紋理座標進行平移、旋轉、縮放,**視覺效果與變換方向相反**。

示例

TextureTransform代碼

變換效果

總結

PixelTexture 適合程序化簡單紋理,ImageTexture 適合真實圖片貼圖;TextureCoordinate 精確控制映射關係;TextureTransform 實現紋理動畫與特效。多重紋理受限於 BS 插件支持,暫不深入。下一講講解光照模型。

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屬性說明
translation紋理平移 (s,t),視覺上圖像反方向移動
rotation紋理旋轉角度 (弧度),視覺上反向旋轉
scale紋理縮放 (s,t),視覺上圖像反向縮放
center旋轉/縮放中心點 (s,t)