IFC纹理及着色器研究

最近，@yorgunkirmizi 讨论了纹理、着色器、纹理坐标以及所有此类内容在 IFC 中的工作原理。 我们在破译什么是可能的、什么是不可能的方面已经取得了一些重大进展，所以我想我应该打开这个线程，以便其他人也可以参与其中，或者至少密切关注进展。

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据我们所知，纹理是 IFC 中最著名但不受支持的方面之一。 FZKViewer 有一些初步的纹理支持，例如，对于其中一种纹理类型，Jakob Beetz 已设法使其显示在原始对象上。 BlenderBIM 附加组件支持外部参考，这对于获得任意复杂的纹理、材质和照明来说有点作弊，因为它推迟了 IFC 外部的纹理定义。 因此，我们希望做得更好并为其提供适当的支持，其中还包括为行业其他公司提供测试用例，以便他们也能迎头赶上。

为了进行对比，让我们从如何使用表面颜色设计表示样式开始：

IfcShapeRepresentation --> IfcFacetedBrep <-- IfcStyledItem --> IfcSurfaceStyle --> IfcSurfaceStyleShading

IfcSurfaceStyleShading 包括基本视口颜色、漫反射分量、镜面反射分量和一些传输数据。 将其视为带有一些闪回的原则着色器，仍然允许选择“phong”作为着色器类型。

对于纹理，我们不使用 IfcSurfaceStyleShading，而是使用 IfcSurfaceStyleWithTextures。 然后，我们可以堆叠一系列 IfcSurfaceTexture 纹理。 将此堆栈视为组合起来创建颜色混合、漫反射贴图、高光贴图、凹凸贴图等的各种节点。

IfcShapeRepresentation --> IfcFacetedBrep <-- IfcStyledItem --> IfcSurfaceStyle --> IfcSurfaceStyleWithTextures -> IfcSurfaceTexture (L[1:?])

IfcSurfaceTexture 共有三种类型：Blobs、Images和Pixels。 这是引用原始图像数据的三种不同方法。 嵌入的 blob、指向图像的 URI 或像素 RGB 数组。 无论您选择哪种成像参考，所有 IfcSurfaceTexture 都具有相同的能力，可以在堆栈中与各种效果和参考纹理坐标相结合。

理论上，参数似乎有足够的灵活性来记录任何纹理系统，例如 Cycles 或 Eevee 节点，或建立您自己的约定。 然而，IFC 的纹理功能源自 ISO/IES 19775-1.2:2008 X3D 架构和基础组件第 2 版第 1 部分。因此默认设置是支持着色器在 X3D 中的工作方式。 简而言之：要了解 IFC 中的纹理，您首先需要了解着色器在 X3D 中的工作原理。

需要先阅读一些文档：

• 阅读有关上述类别的所有 IFC 文档。 特别是 IfcSurfaceTexture。 不过，在阅读此列表中的其余文档之前，你还无法完全理解 IfcSurfaceTexture 的工作原理。
• X3D 规范，请参阅第 18 条“纹理组件”，然后阅读整个部分，重点关注“多重纹理”节点。
• 在你认为了解 MultiTexture 节点的工作原理之后，请通过阅读 此页面 来验证你对它的了解。 这是知识的金矿。
• 此 存储库 包含每种不同着色组合的测试用例的示例 X3D 代码
• 这个 演示查看器 理论上可以让你重新创建演示文件。 我得到的结果与基准屏幕截图不同，因此我向作者寻求帮助。
• 感谢@Gorgious 发现了 这个宝石，Blender 已经有了一个 X3D 导入器/导出器。 然而，据我所知，它们不支持 MultiTexture，而这是理解纹理在 IFC 中如何工作的难题的关键。 然而，它确实涵盖了我们可以重用的像素纹理和 UV 贴图的代码。

@yorgunkirmizi 和我一直在进行这项练习：

• 了解 X3D 规范和测试用例
• 在 Blender 中重新创建测试用例，以了解这个看似过时的标准如何反映在更现代的渲染引擎中。 我们将为每个基本情况创建节点树，描述什么是可能的，什么是不可能的。
• 将这些测试用例转换为 IFC 测试用例，展示如何在 IFC 中重新创建 X3D 定义和 Blender 材质节点树。
• 确定现有 IFC 纹理的不足之处，以及 X3D 世界中现有的解决方案是否有帮助。
  创建设计人员可能使用的典型基本材质设置，例如基本漫反射贴图、PBR 工作流程中的所有贴图，并显示它们如何在 IFC 中表示。
• 清楚地记录它的不足之处。 我想到的明显场景是程序纹理、黑体色温、RGB 曲线和 SSS。 其中一些可以通过简单地描述新约定（例如，只需添加 SSSMAP 并完成！）来相当容易地支持，以使其达到更新的标准。 对于其他人，我们可能会退回到外部定义，或者定义渲染引擎特定的约定。
• 写代码！ 使其发生！ 纹理！ 是的！

我们刚刚完成第 2 步，并开始第 3 步。

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原文链接：IFC纹理及着色器 — BimAnt