[page:Material] →

# 着色器材质([name])

使用自定义shader渲染的材质。 shader是一个用[link:https://www.khronos.org/files/opengles_shading_language.pdf GLSL]编写的小程序 ，在GPU上运行。 您可能需要使用自定义shader，如果你要：

- 要实现内置 [page:Material materials] 之外的效果。
- 将许多对象组合成单个[page:BufferGeometry]以提高性能。

使用*ShaderMaterial*时需要注意以下注意事项：

- *ShaderMaterial* 只有使用 [page:WebGLRenderer] 才可以绘制正常， 因为 [link:https://en.wikipedia.org/wiki/Shader#Vertex_shaders vertexShader] 和 [link:https://en.wikipedia.org/wiki/Shader#Pixel_shaders fragmentShader] 属性中GLSL代码必须使用WebGL来编译并运行在GPU中。
- 从 THREE r72开始，不再支持在ShaderMaterial中直接分配属性。 必须使用 [page:BufferGeometry]实例，使用[page:BufferAttribute]实例来定义自定义属性。
- 从 THREE r77开始，[page:WebGLRenderTarget] 或 [page:WebGLCubeRenderTarget] 实例不再被用作uniforms。 必须使用它们的[page:Texture texture] 属性。
- 内置attributes和uniforms与代码一起传递到shaders。 如果您不希望[page:WebGLProgram]向shader代码添加任何内容，则可以使用[page:RawShaderMaterial]而不是此类。
- 您可以使用指令#pragma unroll_loop_start，#pragma unroll_loop_end 以便通过shader预处理器在GLSL中展开for循环。 该指令必须放在循环的正上方。循环格式必须与定义的标准相对应。
  - 循环必须标准化[link:https://en.wikipedia.org/wiki/Normalized_loop normalized]。
  - 循环变量必须是*i*。
  - The value *UNROLLED_LOOP_INDEX* will be replaced with the explicity value of *i* for the given iteration and can be used in preprocessor statements.
  `#pragma unroll_loop_start for ( int i = 0; i < 10; i ++ ) { // ... } #pragma unroll_loop_end`

## 代码示例

`const material = new THREE.ShaderMaterial( { uniforms: { time: { value: 1.0 }, resolution: { value: new THREE.Vector2() } }, vertexShader: document.getElementById( 'vertexShader' ).textContent, fragmentShader: document.getElementById( 'fragmentShader' ).textContent } );`

## 例子

[example:webgl_buffergeometry_custom_attributes_particles webgl / buffergeometry / custom / attributes / particles]
[example:webgl_buffergeometry_selective_draw webgl / buffergeometry / selective / draw]
[example:webgl_custom_attributes webgl / custom / attributes]
[example:webgl_custom_attributes_lines webgl / custom / attributes / lines]
[example:webgl_custom_attributes_points webgl / custom / attributes / points]
[example:webgl_custom_attributes_points2 webgl / custom / attributes / points2]
[example:webgl_custom_attributes_points3 webgl / custom / attributes / points3]
[example:webgl_depth_texture webgl / depth / texture]
[example:webgl_gpgpu_birds webgl / gpgpu / birds]
[example:webgl_gpgpu_protoplanet webgl / gpgpu / protoplanet]
[example:webgl_gpgpu_water webgl / gpgpu / water]
[example:webgl_interactive_points webgl / interactive / points]
[example:webgl_video_kinect webgl / video / kinect]
[example:webgl_lights_hemisphere webgl / lights / hemisphere]
[example:webgl_marchingcubes webgl / marchingcubes]
[example:webgl_materials_envmaps webgl / materials / envmaps]
[example:webgl_materials_lightmap webgl / materials / lightmap]
[example:webgl_materials_wireframe webgl / materials / wireframe]
[example:webgl_modifier_tessellation webgl / modifier / tessellation]
[example:webgl_postprocessing_dof2 webgl / postprocessing / dof2]
[example:webgl_postprocessing_godrays webgl / postprocessing / godrays]

## 顶点着色器和片元着色器(Vertex shaders and fragment shaders)

您可以为每种材质指定两种不同类型的shaders：:

- 顶点着色器首先运行; 它接收*attributes*， 计算/操纵每个单独顶点的位置，并将其他数据（*varying*s）传递给片元着色器。
- 片元（或像素）着色器后运行; 它设置渲染到屏幕的每个单独的“片元”（像素）的颜色。

shader中有三种类型的变量: uniforms, attributes, 和 varyings:

- *Uniforms*是所有顶点都具有相同的值的变量。 比如灯光，雾，和阴影贴图就是被储存在uniforms中的数据。 uniforms可以通过顶点着色器和片元着色器来访问。
- *Attributes* 与每个顶点关联的变量。例如，顶点位置，法线和顶点颜色都是存储在attributes中的数据。attributes 只 可以在顶点着色器中访问。
- *Varyings* 是从顶点着色器传递到片元着色器的变量。对于每一个片元，每一个varying的值将是相邻顶点值的平滑插值。

注意：在shader 内部，uniforms和attributes就像常量；你只能使用JavaScript代码通过缓冲区来修改它们的值。

## 内置attributes 和 uniforms(Built-in attributes and uniforms)

[page:WebGLRenderer]默认情况下为shader提供了许多attributes和uniforms； 这些变量定义在shader程序编译时被自动添加到*片元着色器*和*顶点着色器*代码的前面，你不需要自己声明它们。 这些变量的描述请参见[page:WebGLProgram]。

这些uniforms或attributes（例如，那些和照明，雾等相关的）要求属性设置在材质上， 以便 [page:WebGLRenderer]来拷贝合适的值到GPU中。 如果你想在自己的shader中使用这些功能，请确保设置这些标志。

如果你不希望[page:WebGLProgram] 向你的shader代码中添加任何东西， 你可以使用[page:RawShaderMaterial] 而不是这个类。

## 自定义 attributes 和 uniforms(Custom attributes and uniforms)

自定义attributes和uniforms必须在GLSL着色器代码中声明（在 *vertexShader* 和/或 *fragmentShader* 中)。 自定义uniforms必须定义为 *ShaderMaterial* 的 *uniforms* 属性， 而任何自定义attributes必须通过[page:BufferAttribute]实例来定义。 注意 *varying*s 只需要在shader代码中声明（而不必在材质中）。

要声明一个自定义属性，更多细节请参考[page:BufferGeometry]页面， 以及 [page:BufferAttribute] 页面关于*BufferAttribute* 接口。

当创建attributes时，您创建的用来保存属性数据的每个类型化数组（typed array）必须是您的数据类型大小的倍数。 比如，如果你的属性是一个[page:Vector3 THREE.Vector3]类型，并且在你的缓存几何模型[page:BufferGeometry]中有3000个顶点， 那么你的类型化数组的长度必须是3000 * 3，或者9000（一个顶点一个值）。每个数据类型的尺寸如下表所示：

属性尺寸
GLSL 类型 | JavaScript 类型 | 尺寸
--- | --- | ---
float | [page:Number] | 1
vec2 | [page:Vector2 THREE.Vector2] | 2
vec3 | [page:Vector3 THREE.Vector3] | 3
vec3 | [page:Color THREE.Color] | 3
vec4 | [page:Vector4 THREE.Vector4] | 4

请注意，属性缓冲区 不会 在其值更改时自动刷新。要更新自定义属性， 需要在模型的[page:BufferAttribute]中设置*needsUpdate*为true。 （查看[page:BufferGeometry]了解细节）。

要声明一个自定义的[page:Uniform]，使用*uniforms*属性： `uniforms: { time: { value: 1.0 }, resolution: { value: new THREE.Vector2() } }`

在[page:Object3D.onBeforeRender]中，建议根据[page:Object3D object]和[page:Camera camera]来更新自定义[page:Uniform]的值。 因为 [page:Material] 可以被[page:Mesh meshes]，[page:Scene]的[page:Matrix4 matrixWorld]以及[page:Camera]共享， 会在[page:WebGLRenderer.render]中更新，并会对拥有私有[page:Camera cameras]的[page:Scene scene]的渲染造成影响。

## 构造函数(Constructor)

### [name]( [param:Object parameters] )

[page:Object parameters] - (可选)用于定义材质外观的对象，具有一个或多个属性。 材质的任何属性都可以从此处传入(包括从[page:Material]继承的任何属性)。

## 属性(Properties)

共有属性请参见其基类[page:Material]。

### [property:Boolean clipping]

定义此材质是否支持剪裁; 如果渲染器传递clippingPlanes uniform，则为true。默认值为false。

### [property:Object defaultAttributeValues]

当渲染的几何体不包含这些属性但材质包含这些属性时，这些默认值将传递给shaders。这可以避免在缓冲区数据丢失时出错。 `this.defaultAttributeValues = { 'color': [ 1, 1, 1 ], 'uv': [ 0, 0 ], 'uv1': [ 0, 0 ] };`

### [property:Object defines]

使用 #define 指令在GLSL代码为顶点着色器和片段着色器定义自定义常量；每个键/值对产生一行定义语句： `defines: { FOO: 15, BAR: true }` 这将在GLSL代码中产生如下定义语句： `#define FOO 15 #define BAR true`

### [property:Object extensions]

一个有如下属性的对象： `this.extensions = { derivatives: false, // set to use derivatives fragDepth: false, // set to use fragment depth values drawBuffers: false, // set to use draw buffers shaderTextureLOD: false // set to use shader texture LOD };`

### [property:Boolean fog]

定义材质颜色是否受全局雾设置的影响; 如果将fog uniforms传递给shader，则为true。默认值为false。

### [property:String fragmentShader]

片元着色器的GLSL代码。这是shader程序的实际代码。在上面的例子中， *vertexShader* 和 *fragmentShader* 代码是从DOM（HTML文档）中获取的； 它也可以作为一个字符串直接传递或者通过AJAX加载。

### [property:String glslVersion]

Defines the GLSL version of custom shader code. Only relevant for WebGL 2 in order to define whether to specify GLSL 3.0 or not. Valid values are *THREE.GLSL1* or *THREE.GLSL3*. Default is *null*.

### [property:String index0AttributeName]

如果设置，则调用[link:https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/WebGLRenderingContext/bindAttribLocation gl.bindAttribLocation] 将通用顶点索引绑定到属性变量。默认值未定义。

### [property:Boolean isShaderMaterial]

Read-only flag to check if a given object is of type [name].

### [property:Boolean lights]

材质是否受到光照的影响。默认值为 *false*。如果传递与光照相关的uniform数据到这个材质，则为true。默认是false。

### [property:Float linewidth]

控制线框宽度。默认值为1。
由于[link:https://www.khronos.org/registry/OpenGL/specs/gl/glspec46.core.pdf OpenGL Core Profile]与大多数平台上[page:WebGLRenderer WebGL]渲染器的限制，无论如何设置该值，线宽始终为1。

### [property:Boolean flatShading]

定义材质是否使用平面着色进行渲染。默认值为false。

### [property:Object uniforms]

如下形式的对象： `{ "uniform1": { value: 1.0 }, "uniform2": { value: 2 } }` 指定要传递给shader代码的uniforms；键为uniform的名称，值(value)是如下形式： `{ value: 1.0 }` 这里 *value* 是uniform的值。名称必须匹配 uniform 的name，和GLSL代码中的定义一样。 注意，uniforms逐帧被刷新，所以更新uniform值将立即更新GLSL代码中的相应值。

### [property:Boolean uniformsNeedUpdate]

Can be used to force a uniform update while changing uniforms in [page:Object3D.onBeforeRender](). Default is *false*.

### [property:Boolean vertexColors]

Defines whether vertex coloring is used. Default is *false*.

### [property:String vertexShader]

顶点着色器的GLSL代码。这是shader程序的实际代码。 在上面的例子中，*vertexShader* 和 *fragmentShader* 代码是从DOM（HTML文档）中获取的； 它也可以作为一个字符串直接传递或者通过AJAX加载。

### [property:Boolean wireframe]

将几何体渲染为线框(通过GL_LINES而不是GL_TRIANGLES)。默认值为*false*（即渲染为平面多边形）。

### [property:Float wireframeLinewidth]

控制线框宽度。默认值为1。
由于[link:https://www.khronos.org/registry/OpenGL/specs/gl/glspec46.core.pdf OpenGL Core Profile]与大多数平台上[page:WebGLRenderer WebGL]渲染器的限制，无论如何设置该值，线宽始终为1。

## 方法(Methods)

共有方法请参见其基类[page:Material]。

### [method:ShaderMaterial clone]()

创建该材质的一个浅拷贝。需要注意的是，vertexShader和fragmentShader使用引用拷贝； *attributes*的定义也是如此; 这意味着，克隆的材质将共享相同的编译[page:WebGLProgram]； 但是，*uniforms* 是 值拷贝，这样对不同的材质我们可以有不同的uniforms变量。

## 源码(Source)

[link:https://github.com/mrdoob/three.js/blob/master/src/[path].js src/[path].js]