javascript
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three.js
огледало от https://github.com/tazdij/three.js.git


			
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							<!DOCTYPE html><html lang="ko"><head>
    <meta charset="utf-8">
    <title>투명도</title>
    <meta name="viewport" content="width=device-width, user-scalable=no, minimum-scale=1.0, maximum-scale=1.0">
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    <link rel="stylesheet" href="/manual/ko/lang.css">
  </head>
  <body>
    <div class="container">
      <div class="lesson-title">
        <h1>투명도</h1>
      </div>
      <div class="lesson">
        <div class="lesson-main">
          <p>Three.js에서 투명도는 간단하지만 동시에 까다로운 주제입니다.</p>
<p>먼저 쉬운 것부터 알아보죠. 예제로 정육면체 8개를 2x2x2 그리드에 맞춘 장면을
만들어보겠습니다.</p>
<p><a href="rendering-on-demand.html">불필요한 렌더링 제거하기</a>에서 썼던
예제를 가져와 정육면체 3개를 8개로 수정합니다. 먼저 <code class="notranslate" translate="no">makeInstance</code> 함수가
x, y, z 값을 받도록 수정하겠습니다.</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">-function makeInstance(geometry, color) {
+function makeInstance(geometry, color, x, y, z) {
  const material = new THREE.MeshPhongMaterial({color});

  const cube = new THREE.Mesh(geometry, material);
  scene.add(cube);

-  cube.position.x = x;
+  cube.position.set(x, y, z);

  return cube;
}
</pre>
<p>그리고 정육면체 8개를 만듭니다.</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">+function hsl(h, s, l) {
+  return (new THREE.Color()).setHSL(h, s, l);
+}

-makeInstance(geometry, 0x44aa88,  0);
-makeInstance(geometry, 0x8844aa, -2);
-makeInstance(geometry, 0xaa8844,  2);

+{
+  const d = 0.8;
+  makeInstance(geometry, hsl(0 / 8, 1, .5), -d, -d, -d);
+  makeInstance(geometry, hsl(1 / 8, 1, .5),  d, -d, -d);
+  makeInstance(geometry, hsl(2 / 8, 1, .5), -d,  d, -d);
+  makeInstance(geometry, hsl(3 / 8, 1, .5),  d,  d, -d);
+  makeInstance(geometry, hsl(4 / 8, 1, .5), -d, -d,  d);
+  makeInstance(geometry, hsl(5 / 8, 1, .5),  d, -d,  d);
+  makeInstance(geometry, hsl(6 / 8, 1, .5), -d,  d,  d);
+  makeInstance(geometry, hsl(7 / 8, 1, .5),  d,  d,  d);
+}
</pre>
<p>카메라도 조정합니다.</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">const fov = 75;
const aspect = 2;  // canvas 기본값
const near = 0.1;
-const far = 5;
+const far = 25;
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(fov, aspect, near, far);
-camera.position.z = 4;
+camera.position.z = 2;
</pre>
<p>배경색은 하얀색으로 바꿔주고</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">const scene = new THREE.Scene();
+scene.background = new THREE.Color('white');
</pre>
<p>정육면체의 옆면도 빛을 받도록 조명을 하나 더 추가합니다.</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">-{
+function addLight(...pos) {
  const color = 0xFFFFFF;
  const intensity = 1;
  const light = new THREE.DirectionalLight(color, intensity);
-  light.position.set(-1, 2, 4);
+  light.position.set(...pos);
  scene.add(light);
}
+addLight(-1, 2, 4);
+addLight( 1, -1, -2);
</pre>
<p>정육면체를 투명하게 만들려면 <a href="/docs/#api/ko/materials/Material#transparent"><code class="notranslate" translate="no">transparent</code></a> 속성을
켜고 <a href="/docs/#api/ko/materials/Material#opacity"><code class="notranslate" translate="no">opacity</code></a> 속성을 설정해줘야 합니다(CSS와 마찬가지로
0은 완전히 투명함, 1은 완전히 불투명함을 의미).</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">function makeInstance(geometry, color, x, y, z) {
-  const material = new THREE.MeshPhongMaterial({color});
+  const material = new THREE.MeshPhongMaterial({
+    color,
+    opacity: 0.5,
+    transparent: true,
+  });

  const cube = new THREE.Mesh(geometry, material);
  scene.add(cube);

  cube.position.set(x, y, z);

  return cube;
}
</pre>
<p>이제 8개의 반투명한 정육면체가 생겼습니다.</p>
<p></p><div translate="no" class="threejs_example_container notranslate">
  <div><iframe class="threejs_example notranslate" translate="no" style=" " src="/manual/examples/resources/editor.html?url=/manual/examples/transparency.html"></iframe></div>
  <a class="threejs_center" href="/manual/examples/transparency.html" target="_blank">새 탭에서 보기</a>
</div>

<p></p>
<p>예제를 드래그하면 화면을 회전시킬 수 있습니다.</p>
<p>완벽한데요, 라고 생각했다면 좀 더 자세히 보세요. 정육면체의 뒷면이 하나도
보이지 않습니다.</p>
<div class="threejs_center"><img src="../resources/images/transparency-cubes-no-backs.png" style="width: 416px;"></div>
<div class="threejs_center">뒷면이 보이지 않는다</div>

<p>이전에 <a href="materials.html">재질(material)에 관해</a> 배울 때 <a href="/docs/#api/ko/materials/Material#side"><code class="notranslate" translate="no">side</code></a>
속성에 대해 배웠었죠. 이 속성을 <code class="notranslate" translate="no">THREE.DoubleSide</code>로 설정해 정육면체의
양면이 모두 보이도록 해봅시다.</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">const material = new THREE.MeshPhongMaterial({
  color,
  map: loader.load(url),
  opacity: 0.5,
  transparent: true,
+  side: THREE.DoubleSide,
});
</pre>
<p></p><div translate="no" class="threejs_example_container notranslate">
  <div><iframe class="threejs_example notranslate" translate="no" style=" " src="/manual/examples/resources/editor.html?url=/manual/examples/transparency-doubleside.html"></iframe></div>
  <a class="threejs_center" href="/manual/examples/transparency-doubleside.html" target="_blank">새 탭에서 보기</a>
</div>

<p></p>
<p>예제를 돌려보세요. 뭔가 해결된 듯 하지만 자세히 보면 가끔 뒷면 또는 뒷면의
일부가 보이지 않습니다.</p>
<div class="threejs_center"><img src="../resources/images/transparency-cubes-some-backs.png" style="width: 368px;"></div>
<div class="threejs_center">정육면체의 왼쪽 뒷면이 보이지 않는다</div>

<p>이는 3D 요소를 렌더링하는 방식 때문입니다. WebGL은 각 geometry의 삼각형을
한 번에 하나씩 렌더링합니다. 그리고 삼각형의 픽셀 하나를 렌더링할 때마다
2개의 정보를 기록하는데, 하나는 해당 픽셀의 색이고 다른 하나는 픽셀의
깊이(depth)입니다. 다음 삼각형을 그릴 때 해당 픽셀이 이미 그려진 픽셀보다
깊이가 깊다면 해당 픽셀을 렌더링하지 않죠.</p>
<p>이는 불투명한 물체에서는 문제가 되지 않았지만 투명한 물체에서는 문제가 됩니다.</p>
<p>이 문제를 해결하려면 투명한 물체를 분류해 뒤에 있는 물체를 앞에 있는 물체보다
먼저 렌더링해야 합니다. <a href="/docs/#api/ko/objects/Mesh"><code class="notranslate" translate="no">Mesh</code></a> 같은 경우는 Three.js가 자동으로 이를 처리해주죠.
만약 그러지 않았다면 제일 첫 번째 예제에서 뒤에 있는 정육면체를 아예 볼 수
없었을 겁니다.</p>
<p>정육면체에는 한 면에 2개, 총 12개의 삼각형이 있습니다. 각 삼각형의 렌더링 순서는
<a href="custom-buffergeometry.html">geometry에 관한 글에서 봤던 것</a>과 같죠.
시선에 따라 카메라에서 가까운 삼각형을 먼저 렌더링할 겁니다. 앞면을 뒷면보다 먼저
렌더링하니, 때때로 뒷면이 보이지 않을 수밖에 없죠.</p>
<p>구체나 정육면체 등 볼록 물체(convex object)의 경우, 모든 물체를 한 번씩 더 렌더링해
문제를 해결할 수 있습니다. 하나는 안쪽면 삼각형만 렌더링하고, 다른 하나는 바깥쪽
삼각형만 렌더링하도록 만드는 것이죠.</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">function makeInstance(geometry, color, x, y, z) {
+  [THREE.BackSide, THREE.FrontSide].forEach((side) =&gt; {
    const material = new THREE.MeshPhongMaterial({
      color,
      opacity: 0.5,
      transparent: true,
+      side,
    });

    const cube = new THREE.Mesh(geometry, material);
    scene.add(cube);

    cube.position.set(x, y, z);
+  });
}
</pre>
<p>어찌어찌 해결된 <em>것처럼</em> 보입니다.</p>
<p></p><div translate="no" class="threejs_example_container notranslate">
  <div><iframe class="threejs_example notranslate" translate="no" style=" " src="/manual/examples/resources/editor.html?url=/manual/examples/transparency-doubleside-hack.html"></iframe></div>
  <a class="threejs_center" href="/manual/examples/transparency-doubleside-hack.html" target="_blank">새 탭에서 보기</a>
</div>

<p></p>
<p>Three.js의 분류 기준은 고정적인 듯합니다. <code class="notranslate" translate="no">side: THREE.BackSide</code> mesh를 먼저
넣고, 그 다음 정확히 같은 위치에 <code class="notranslate" translate="no">side: THREE.FrontSide</code> mesh를 넣었으니까요.</p>
<p>이번에는 평면 2개를 교차로 배치해봅시다(정육면체 관련 코드를 전부 지운 뒤).
각 평면에는 다른 텍스처를 넣을 겁니다.</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">const planeWidth = 1;
const planeHeight = 1;
const geometry = new THREE.PlaneGeometry(planeWidth, planeHeight);

const loader = new THREE.TextureLoader();

function makeInstance(geometry, color, rotY, url) {
  const texture = loader.load(url, render);
  const material = new THREE.MeshPhongMaterial({
    color,
    map: texture,
    opacity: 0.5,
    transparent: true,
    side: THREE.DoubleSide,
  });

  const mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);
  scene.add(mesh);

  mesh.rotation.y = rotY;
}

makeInstance(geometry, 'pink',       0,             'resources/images/happyface.png');
makeInstance(geometry, 'lightblue',  Math.PI * 0.5, 'resources/images/hmmmface.png');
</pre>
<p>평면은 한 번에 한 면밖에 보지 못하니, <code class="notranslate" translate="no">side: THREE.DoubleSide</code>로 설정했습니다. 또한
텍스처를 전부 불러왔을 때 장면을 다시 렌더링하도록 <code class="notranslate" translate="no">render</code> 함수를 <code class="notranslate" translate="no">loader.load</code>
메서드에 넘겨줬습니다. 이는 <a href="rendering-on-demand.html">필요에 따른 렌더링</a>을
구현하기 위한 것이죠.</p>
<p></p><div translate="no" class="threejs_example_container notranslate">
  <div><iframe class="threejs_example notranslate" translate="no" style=" " src="/manual/examples/resources/editor.html?url=/manual/examples/transparency-intersecting-planes.html"></iframe></div>
  <a class="threejs_center" href="/manual/examples/transparency-intersecting-planes.html" target="_blank">새 탭에서 보기</a>
</div>

<p></p>
<p>아까와 비슷한 문제가 보입니다.</p>
<div class="threejs_center"><img src="../resources/images/transparency-planes.png" style="width: 408px;"></div>
<div class="threejs_center">면의 반쪽이 사라졌다</div>

<p>평면을 둘로 쪼개 실제로는 교차하지 않게끔 만들면 문제를 해결할 수 있습니다.</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">function makeInstance(geometry, color, rotY, url) {
+  const base = new THREE.Object3D();
+  scene.add(base);
+  base.rotation.y = rotY;

+  [-1, 1].forEach((x) =&gt; {
    const texture = loader.load(url, render);
+    texture.offset.x = x &lt; 0 ? 0 : 0.5;
+    texture.repeat.x = .5;
    const material = new THREE.MeshPhongMaterial({
      color,
      map: texture,
      opacity: 0.5,
      transparent: true,
      side: THREE.DoubleSide,
    });

    const mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);
-    scene.add(mesh);
+    base.add(mesh);

-    mesh.rotation.y = rotY;
+    mesh.position.x = x * .25;
  });
}
</pre>
<p>저걸 어떻게 구현할지는 여러분의 선택입니다. <a href="https://blender.org">블렌더(Blender)</a>
같은 3D 에디터를 사용했다면 텍스처 좌표를 직접 수정했겠죠. 예제의 경우에는
<a href="/docs/#api/ko/geometries/PlaneGeometry"><code class="notranslate" translate="no">PlaneGeometry</code></a>를 썼습니다. <a href="textures.html">이전에 다뤘듯</a>
이 geometry는 기본적으로 텍스처를 크기에 맞춰 늘립니다. <a href="/docs/#api/ko/textures/Texture#repeat"><code class="notranslate" translate="no">texture.repeat</code></a>
속성과 <a href="/docs/#api/ko/textures/Texture#offset"><code class="notranslate" translate="no">texture.offset</code></a> 속성을 조정해 각 면에 적절한
텍스처를 입혀줄 수 있죠.</p>
<p>위 코드에서는 <a href="/docs/#api/ko/core/Object3D"><code class="notranslate" translate="no">Object3D</code></a>를 만들어 두 평면의 부모로 지정했습니다. 이렇게
하면 복잡한 계산 없이 간단하게 <a href="/docs/#api/ko/core/Object3D"><code class="notranslate" translate="no">Object3D</code></a>만 돌려서 두 평면 다 회전시킬
수 있죠.</p>
<p></p><div translate="no" class="threejs_example_container notranslate">
  <div><iframe class="threejs_example notranslate" translate="no" style=" " src="/manual/examples/resources/editor.html?url=/manual/examples/transparency-intersecting-planes-fixed.html"></iframe></div>
  <a class="threejs_center" href="/manual/examples/transparency-intersecting-planes-fixed.html" target="_blank">새 탭에서 보기</a>
</div>

<p></p>
<p>이 방법은 교차점이 변하지 않는 정말 간단한 경우에만 가능합니다.</p>
<p>텍스처가 들어간 요소는 알파 테스트(alpha test)를 활성화해 이를 해결할 수
있죠.</p>
<p>알파 테스트란 Three.js가 픽셀을 렌더링하지 않는 특정 <em>알파</em> 단계를 의미합니다.
만약 아무것도 그리지 않게 설정한다면 위와 같은 문제는 사라지겠죠. 상대적으로
경계가 분명한 텍스처, 나뭇잎, 잔디 등의 경우 이는 꽤 잘 작동합니다.</p>
<p>이번에도 2개의 면을 만들어 테스트해보도록 합시다. 아까는 텍스처가 전부 불투명했죠.
이번에는 각 면에는 각각 다른, 부분적으로 투명한 텍스처를 사용할 겁니다.</p>
<div class="spread">
  <div><img class="checkerboard" src="../examples/resources/images/tree-01.png"></div>
  <div><img class="checkerboard" src="../examples/resources/images/tree-02.png"></div>
</div>

<p>아까 평면 2개를 교차해놓았던(반으로 가르기 전) 예제를 가져와 이 텍스처에
<a href="/docs/#api/ko/materials/Material#alphaTest"><code class="notranslate" translate="no">alphaTest</code></a> 속성을 지정하겠습니다.</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">function makeInstance(geometry, color, rotY, url) {
  const texture = loader.load(url, render);
  const material = new THREE.MeshPhongMaterial({
    color,
    map: texture,
-    opacity: 0.5,
    transparent: true,
+    alphaTest: 0.5,
    side: THREE.DoubleSide,
  });

  const mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);
  scene.add(mesh);

  mesh.rotation.y = rotY;
}

-makeInstance(geometry, 'pink',       0,             'resources/images/happyface.png');
-makeInstance(geometry, 'lightblue',  Math.PI * 0.5, 'resources/images/hmmmface.png');
+makeInstance(geometry, 'white', 0,             'resources/images/tree-01.png');
+makeInstance(geometry, 'white', Math.PI * 0.5, 'resources/images/tree-02.png');
</pre>
<p>이대로 실행해도 되지만, 간단한 UI를 만들어 <code class="notranslate" translate="no">alphaTest</code>와 <code class="notranslate" translate="no">transparent</code> 속성을
갖고 놀 수 있게 해보겠습니다. <a href="scenegraph.html">씬 그래프에 관한 글</a>에서
소개했던 lil-gui를 써서요.</p>
<p>먼저 lil-gui에 지정할 헬퍼 클래스를 만들겠습니다. 이 헬퍼 클래스는 장면 안 모든
재질을 해당 값으로 변경할 겁니다.</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">class AllMaterialPropertyGUIHelper {
  constructor(prop, scene) {
    this.prop = prop;
    this.scene = scene;
  }
  get value() {
    const { scene, prop } = this;
    let v;
    scene.traverse((obj) =&gt; {
      if (obj.material &amp;&amp; obj.material[prop] !== undefined) {
        v = obj.material[prop];
      }
    });
    return v;
  }
  set value(v) {
    const { scene, prop } = this;
    scene.traverse((obj) =&gt; {
      if (obj.material &amp;&amp; obj.material[prop] !== undefined) {
        obj.material[prop] = v;
        obj.material.needsUpdate = true;
      }
    });
  }
}
</pre>
<p>다음으로 GUI를 추가합니다.</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">const gui = new GUI();
gui.add(new AllMaterialPropertyGUIHelper('alphaTest', scene), 'value', 0, 1)
    .name('alphaTest')
    .onChange(requestRenderIfNotRequested);
gui.add(new AllMaterialPropertyGUIHelper('transparent', scene), 'value')
    .name('transparent')
    .onChange(requestRenderIfNotRequested);
</pre>
<p>물론 lil-gui 모듈도 불러와야죠.</p>
<pre class="prettyprint showlinemods notranslate lang-js" translate="no">import * as THREE from '/build/three.module.js';
import { OrbitControls } from '/examples/jsm/controls/OrbitControls.js';
+import { GUI } from '/examples/jsm/libs/lil-gui.module.min.js';
</pre>
<p></p><div translate="no" class="threejs_example_container notranslate">
  <div><iframe class="threejs_example notranslate" translate="no" style=" " src="/manual/examples/resources/editor.html?url=/manual/examples/transparency-intersecting-planes-alphatest.html"></iframe></div>
  <a class="threejs_center" href="/manual/examples/transparency-intersecting-planes-alphatest.html" target="_blank">새 탭에서 보기</a>
</div>

<p></p>
<p>예제를 확대해보면 평면에 하얀 테두리가 보일 겁니다.</p>
<div class="threejs_center"><img src="../resources/images/transparency-alphatest-issues.png" style="width: 532px;"></div>

<p>이는 앞서 봤던 예제와 같은 문제입니다. 하얀 테두리를 가진 요소가 먼저 그려져
뒤에 있는 요소가 일부 가려진 것이죠. 완벽한 해결책은 없습니다. 그때그때 상황에
따라 <code class="notranslate" translate="no">alphaTest</code>나 <code class="notranslate" translate="no">transparent</code> 옵션을 조정해서 상황에 맞는 해결책을 찾아야
하죠.</p>
<p>결국 이 글의 주제는 "완벽한 투명도는 구현하기 힘들다"가 되겠네요. 웬만한 방법에는
모두 문제와, 타협점, 편법 등이 존재합니다.</p>
<p>자동차의 경우를 예로 들어보죠. 자동차는 보통 4면에 유리창이 있습니다. 렌더링 순서를
제대로 적용하려면 각각의 창문을 별도의 요소로 만들어야 합니다. 만약 하나의 요소라면
Three.js가 렌더링 순서를 제대로 결정할 수 없겠죠.</p>
<p>식물이나 잔디 등을 구현할 때는 일반적으로 알파 테스트를 사용합니다.</p>
<p>어떤 방법을 사용할지는 전적으로 상황과 여러분의 판단에 달려 있죠.</p>

        </div>
      </div>
    </div>
  
  <script src="/manual/resources/prettify.js"></script>
  <script src="/manual/resources/lesson.js"></script>


</body></html>