ThreeJS 的 UV 坐标：探索图形学的新视角

UV 坐标：纹理贴图的神奇工具

什么是 UV 坐标？

想象一下一个房间，它的墙壁上覆盖着壁纸。为了让壁纸图案完美贴合，我们需要一种方法来确定每块壁纸的位置和大小。在 3D 图形中，UV 坐标扮演着这个角色，它们定义了纹理贴图在模型上的放置和缩放。

UV 坐标系

UV 坐标系是一个二维网格，范围为 0 到 1。原点（0,0）位于模型的左下角，X 轴向右延伸，Y 轴向上传递。纹理贴图被映射到这个网格上，就像壁纸被映射到房间墙壁上一样。

自定义形状的纹理贴图

使用 UV 坐标，我们可以为自定义形状创建纹理贴图。例如，让我们创建一个圆形，并用木纹纹理对其进行纹理处理。

const shape = new THREE.Shape();
shape.add(new THREE.LineCurve3(new THREE.Vector3(-1, -1, 0), new THREE.Vector3(1, -1, 0)));
shape.add(new THREE.LineCurve3(new THREE.Vector3(1, -1, 0), new THREE.Vector3(1, 1, 0)));
shape.add(new THREE.LineCurve3(new THREE.Vector3(1, 1, 0), new THREE.Vector3(-1, 1, 0)));
shape.add(new THREE.LineCurve3(new THREE.Vector3(-1, 1, 0), new THREE.Vector3(-1, -1, 0)));

const geometry = new THREE.ShapeGeometry(shape);

// 加载木纹纹理
const texture = new THREE.TextureLoader().load('wood_texture.jpg');

// 创建材质
const material = new THREE.MeshBasicMaterial({ map: texture });

// 创建网格对象
const mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);

// 将网格添加到场景中
scene.add(mesh);

通过为形状指定 UV 坐标，我们确保了木纹纹理完美贴合圆形的形状。

UV 坐标在图形学中的其他应用

UV 坐标在图形学中还有许多其他用途：

• 法线贴图： 模拟模型表面的凹凸感。
• 位移贴图： 改变模型表面的高度。
• 环境贴图： 模拟模型周围的环境。

结论

UV 坐标是 3D 图形中纹理贴图的基础。它们决定了纹理在模型上的位置和大小，使我们能够为自定义形状创建逼真的纹理效果。从圆形木纹到凹凸不平的表面，UV 坐标释放了纹理贴图的无限可能性。

常见问题解答

• 什么是 UV 展开？
  UV 展开是将 3D 模型的表面平展到 UV 坐标系的过程，以便为模型创建纹理贴图。

• UV 坐标如何影响性能？
  高分辨率纹理贴图需要更多的内存和处理能力，因此合理的 UV 坐标规划至关重要，以优化性能。

• 如何优化 UV 坐标？
  最大化纹理贴图的覆盖范围，最小化重叠区域，并考虑模型的视图方向以优化 UV 坐标。

• 是否有自动 UV 展开工具？
  是的，有许多自动 UV 展开工具，例如 Blender 中的“Smart UV Project”和 Maya 中的“Unfold3D”。

• UV 坐标如何影响纹理质量？
  良好的 UV 坐标可以最大限度地减少纹理拉伸和扭曲，从而提高纹理质量。