Cesium官方教程12--材质（Fabric）

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通用的Uniforms
很多材质都有一个image uniform，它是一个图片访问地址，或者数据URI。
polygon.material.uniforms.image = ‘image.png‘;
polygon.material.uniforms.image = ‘data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAABAAAAAQCAYAAAAf8/9hAAAAAXNSR0IArs4c6QAAAARnQU1BAACxjwv8YQUAAAAJcEhZcwAADsMAAA7DAcdvqGQAAAC/SURBVDhPrZPRDYQgEEQpjVKuFEvhw0IoxU6QgQwMK+vdx5FsooT3GHdjCM4qZnnnHvvkYoxFi/uvIhwiRCClXFC6v5UQ1uQAsbrkHCLsbaPjFgIzQQc1yUOwu33ePGE3BQUaee2BpjhbP5YUmkAlbNzsAURfBDqJnMIyyv4JjsCCgCnIR32uZUfcJuGBOwEk6bOKhoAADh31EIq3MgFg1mgkE1BA2AoUZoo2iZ3gyqGgmMDC/xWwkfb3/eUd7A1v3kxjNW9taQAAAABJRU5ErkJggg==‘

一些材质，比如Diffuse 和 NormalMap 都要求图片至少有RGB三个通道。另一个材质，比如Specular和Alpha要求图片有一个通道。我们可以指定渲染的时候从哪些通道（或者什么顺序)从原始图片中读取数据，通过 channel这个字符串uniform来设置。比如，默认Specular材质是从 r读取高光反射参数。不过我们可以如下修改它：

这就是说可以把多个材质的信息放到一个图片里，比如在同一个图片内，用rgb通道存储diffuse值，用a通道存储specular值。也就是说，我们的图片只需要载入一次。
通常材质里有一个repeat uniform，它控制了图片在水平和垂直方向重复了多少次。这个在表面重复贴图的时候很方便：

创建新的材质
使用Fabric，只需要一点点GLSL或者其他材质就可以了。
如果不打算复用材质，那么不要设置type参数。

当在new Cesium.Material时，传入一个不存在的 type类型之后，这个材质将被缓存下来。下次调用 new Cesium.Material 或者 Material.fromType 就会引用缓存里的，就如同我们内置的材质一样，那时候就不需要提供整个Fabric的定义，而仅仅传递 type以及想更改的 uniforms值。

Components
或许最简单有趣的材质就是纯白色散射光：

稍微复杂一点，增加一个高光元素，当视角正对反射光的时候更亮一些，当视角在边上的时候稍微亮一些。

components属性包含了 定义了材质外观的子属性。每个子属性是一个GLSL的代码段，比如上面的vec3(0.5) ，它实际创建了一个三维向量，每个分量都设置为 0.5。这里可以访问所有的GLSL函数，包括 mix，cos,texture2D`等等。现在有5种子属性：

综上所述，子属性或者components 定义了材质的特点。他们是材质的输出值，是光照系统的输入值。

代码
提供完整的GLSL代码是一种比前面 components 更灵活的方式。通过自定义czm_getMaterial函数，返回材质的各个分量。代码如下：

最简单的实现就是返回每个分量的默认值。

Fabric 这么定义:
{
source : ‘czm_material czm_getMaterial(czm_materialInput materialInput) { return czm_getDefaultMaterial(materialInput); }‘
}
下面的示例代码，只设置了diffuse和 specular分量的值：

source相对 components更加繁琐，但是更灵活，比如定义一些公用的函数，共享每个分量的计算过程等等。有个原则就是优先使用components属性，除非明确需要实现 czm_getMaterial函数。也就是说 components的子属性实际也是实现czm_getMaterial函数。而两种方式下，我们都可以访问GLSL 的内置函数和Cesium提供的GLSL函数（functions）, 变量（uniforms）, and 常量（constants）（链接已失效）。
材质输入
materialInput 变量在source和 components属性中都可以配置。它具有下面的字段，用来计算材质分量：

把纹理坐标的st值显示出来的简单方法：

类似的，查看视点坐标下的法向量，只需要 把materialInput.normalEC 设置到 diffuse 分量上。
除此之外，在materialInput里，可以访问uniforms变量，包括Cesium 提供的内置变量 uniforms 和 材质设置的uniforms变量。比如，我们可以设置自定义的Color材质，依据一个color 变量来设置diffuse和alpha 。

Fabric中，uniform属性的子属性是GLSL中的uniform变量名 ，也是 new Material和 Material.fromType返回中JavaScript的对象属性名。子属性的值也是GLSL中uniform变量的值。（这块意思就是说uniform下的属性和值在GLSL的GPU环境和js的内存环境中一致的）。
可以通过一个自定义的 image变量来实现材质的DiffuseMap ：

上面代码里，‘czm_defaultImage‘是一个1x1的图片。前面说过，这个值可以是一个图片URL地址或者 数据URI。比如用户可以使用我们自定义的OurDiffuseMap 材质，这么来设置纹理：

也有一个内置的立体贴图：czm_defaultCubeMap。GLSL 标准的uniform变量类型float, vec3, mat4都是支持的。Uniform数组还不支持，但是已经在计划内 roadmap。
材质的合并
至此，我们可以使用内置的材质，可以通过设置材质的components来自定义 ，或者实现完整的GLSL代码source来自定义。我们还可以通过继承已有的材质来新建材质。
Fabric 有个materials属性，它的每个子属性也是Fabric材质。他们的材质可以可以在 components 或者source 中引用。比如一个塑料材质可以通过 DiffuseMap和SpecularMap两个材质的合并来模拟。

这个材质的diffuse和specular 都是从其他材质中提取的。子属性的名字叫diffuseMaterial 和specularMaterial（根据类型 DiffuseMap和SpecularMap创建的材质。不要搞混 类型 和 实例对象的名称，在 components 和source 属性中，子材质通过名称访问，因为他们都是一个czm_material 结构，所以可以访问.diffuse和 .specular分量。
基于这个Fabric材质，可以这么用我们的材质：

Fabric 格式
Fabric 是基于JSON 格式的格式定义。这格式定义里详细描述了Fabric的属性和子属性，包括 type, materials, uniforms, components, 和 source等。那里面有一些JSON的格式示例，但是没有必要去看。
对于一些严格要求的Fabric文件，可以使用一些类似 JSV的工具去验证Fabric格式。
渲染流水线中的材质
Polygon, PolylineCollection, Ellipsoid, CustomSensorVolume等几何体 已经 和材质系统集成。大部分用户只需要简单的设置material就可以了。可是，用户还是想实现自己的材质渲染代码。直接了当的去做就行了。
在渲染阶段，材质就是一段GLSL函数czm_getMaterial 和 一些uniform变量。片段着色器需要构造一个 czm_MaterialInput结构，然后调用czm_getMaterial方法，把获得的 czm_material 结果传递给光照处理函数去计算图元颜色。
在JavaScript代码里，这些对象应该有一个 material属性。当这个属性变换的时候，update 函数应该把材质的GLSL代码转为对象的片段着色器代码，并且把对象和材质的uniform变量合并起来。

Cesium官方教程12--材质（Fabric）

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原文地址：http://blog.51cto.com/14117342/2327186