为了使图形能获得接近于真实物体的材质效果，一般会使用贴图，贴图类型主要包括两种：漫反射贴图和镜面高光贴图。其中漫反射贴图可以同时实现漫反射光和环境光的效果。
实际效果请看demo：纹理贴图
2D纹理
实现贴图就需要用到纹理，常用的纹理格式有：2D纹理，立方体纹理，3D纹理。我们使用最基本的2D纹理就能实现本节需要的效果，我们来看一下使用纹理需要的api。
因为纹理的坐标原点位于左下角，和我们通常的左上角坐标原点刚好相反，下面就是将它按Y轴进行反转，方便我们设置坐标。
gl.pixelStorei(gl.UNPACK_FLIP_Y_WEBGL, 1);
激活和绑定纹理，gl.TEXTURE0 表示0号纹理，可以从0一直往上递增。TEXTURE_2D 则是表示2D纹理。
gl.activeTexture(gl.TEXTURE0);//激活纹理gl.bindTexture(gl.TEXTURE_2D, texture);//绑定纹理
接着就是设置纹理参数，这个api非常重要，也是纹理最复杂的部分。
gl.texParameteri(target, pname, param) ，将param的值赋给绑定到目标的纹理对象的pname参数上。参数：
设置样例如下所示：
gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_WRAP_S, gl.CLAMP_TO_EDGE);gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_WRAP_T, gl.CLAMP_TO_EDGE);gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_MIN_FILTER, gl.LINEAR);gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_MAG_FILTER, gl.NEAREST);
gl.texImage2D，将 pixels 指定给绑定的纹理对象，这个api在 WebGL1 和 WebGL2 中的重载函数多达十几个，格式类型非常多样。pixels参数既可以是图像，canvas，也可以是视频，我们只看 WebGL1中的调用形式。
// WebGL1:void gl.texImage2D(target, level, internalformat, width, height, border, format, type, ArrayBufferView? pixels);void gl.texImage2D(target, level, internalformat, format, type, ImageData? pixels);void gl.texImage2D(target, level, internalformat, format, type, HTMLImageElement? pixels);void gl.texImage2D(target, level, internalformat, format, type, HTMLCanvasElement? pixels);void gl.texImage2D(target, level, internalformat, format, type, HTMLVideoElement? pixels);void gl.texImage2D(target, level, internalformat, format, type, ImageBitmap? pixels);// WebGL2://...
我封装出了一个纹理加载函数，每个api的调用格式可以查看资料，还是先实现我们想要的效果。
function loadTexture(url) { const texture = gl.createTexture(); gl.pixelStorei(gl.UNPACK_FLIP_Y_WEBGL, 1); gl.activeTexture(gl.TEXTURE0); gl.bindTexture(gl.TEXTURE_2D, texture); gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_WRAP_S, gl.CLAMP_TO_EDGE); gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_WRAP_T, gl.CLAMP_TO_EDGE); gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_MIN_FILTER, gl.LINEAR); let textureInfo = { width: 1, height: 1, texture: texture, }; const img = new Image(); return new Promise((resolve,reject) => { img.onload = function() { textureInfo.width = img.width; textureInfo.height = img.height; gl.bindTexture(gl.TEXTURE_2D, textureInfo.texture); gl.texImage2D(gl.TEXTURE_2D, 0, gl.RGBA, gl.RGBA, gl.UNSIGNED_BYTE, img); resolve(textureInfo); }; img.src = url; });}
漫反射贴图
首先实现漫反射光贴图，从网上下载了个地板的贴图，里面包含了各种类型的贴图。
缓冲区要增加顶点对应的纹理坐标，这样才能通过纹理坐标找到对应的纹理像素，简称纹素。
const arrays = { position: [ -1, 0, -1, -1, 0, 1, 1, 0, -1, 1, 0, 1 ], texcoord: [ 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 1.0, 1.0, 0.0 ], normal: [ 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1 ],};
顶点着色器唯一区别是增加了纹理坐标，需要插值传入片元着色器
//...attribute vec2 a_texcoord;varying vec2 v_texcoord;void main() { //... v_texcoord = a_texcoord;}
片元着色器修改的多一些。主要是使用 texture2D 获取对应坐标下的纹素，代替之前的颜色就可以了。下面就是片元着色器相关代码
//...vec3 normal = normalize(v_normal);vec4 diffMap = texture2D(u_samplerD, v_texcoord);//光线方向vec3 lightDirection = normalize(u_lightPosition - v_position);// 计算光线方向和法向量夹角float nDotL = max(dot(lightDirection, normal), 0.0);// 漫反射光亮度vec3 diffuse = u_diffuseColor * nDotL * diffMap.rgb;// 环境光亮度vec3 ambient = u_ambientColor * diffMap.rgb;//...
js部分加载贴图对应的图片，传递纹理单元，然后渲染
//...(async function (){ const ret = await loadTexture('/model/floor_tiles_06_diff_1k.jpg') setUniforms(program, { u_samplerD: 0//0号纹理 }); //... draw();})()
效果如下，镜面高光部分似乎太刺眼了，因为地板是不会有镜子一样光滑强烈的反光的。
镜面高光贴图
为了实现更逼真的高光效果，继续实现高光贴图，实现原理和漫反射一样，把对应的高光颜色替换成高光贴图纹素就可以了。
下面就是片元着色器增加修改高光部分
//...vec3 normal = normalize(v_normal);vec4 diffMap = texture2D(u_samplerD, v_texcoord);vec4 specMap = texture2D(u_samplerS, v_texcoord);//光线方向vec3 lightDirection = normalize(u_lightPosition - v_position);// 计算光线方向和法向量夹角float nDotL = max(dot(lightDirection, normal), 0.0);// 漫反射光亮度vec3 diffuse = u_diffuseColor * nDotL * diffMap.rgb;// 环境光亮度vec3 ambient = u_ambientColor * diffMap.rgb;// 镜面高光vec3 eyeDirection = normalize(u_viewPosition - v_position);// 反射方向vec3 halfwayDir = normalize(lightDirection + eyeDirection);float specularIntensity = pow(max(dot(normal, halfwayDir), 0.0), u_shininess);vec3 specular = (vec3(0.2,0.2,0.2) + specMap.rgb) * specularIntensity;//...
js同时加载漫反射和高光贴图
//...(async function (){ const ret = await Promise.all([ loadTexture('/model/floor_tiles_06_diff_1k.jpg'), loadTexture('/model/floor_tiles_06_spec_1k.jpg',1) ]); setUniforms(program, { u_samplerD: 0,//0号纹理 u_samplerS: 1 //1号纹理 }); //... draw();})()
最后实现的效果如下，明显更加接近真实的地板
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