View
27
Download
2
Category
Preview:
DESCRIPTION
Text úrovanie. Csütörtöky, Čicmanský, Fridrichová, Kiss, Kučerová 4.10.2008. Obsah prezentácie. Úvod Textúry Rozdelenie textúr Opakovanie textúr Map ping UV map ping Techniky map ingu Bump Mapping ( Pôvodný, Emboss, Enviroment, Normal ) - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Textúrovanie
Csütörtöky, Čicmanský, Fridrichová,
Kiss, Kučerová 4.10.2008
Obsah prezentácie
• Úvod• Textúry
– Rozdelenie textúr– Opakovanie textúr
• Mapping• UV mapping• Techniky mapingu
– Bump Mapping (Pôvodný, Emboss, Enviroment, Normal)– Virtual Displacement Mapping– Light Mapping– Multitexturing– Mipmapping
• Wrapping
Úvod
• už od počiatkov počítačovej grafiky sa pokúšame zlepšiť realistickosť syntetizovaných obrazov
• hľadáme lepšie spôsoby ako vystihnúť vzhľad zobrazovaných povrchov bez toho, aby sme menili ich geometriu
• proces
– tónovanie
– textúrovanie
Textúra• tento pojem pochádza z textilného priemyslu a pôvodne
znamenal rozmiestnenie nití v osnove tkaniny• súbor opticko-fyzikálnych vlastností povrchu telesa• predpis, ktorý definuje vlastnosti určitého materiálu v grafike,
a ktorý opisuje jeho správanie pri interakcii s lúčmi svetla • pozostáva z textúrnych primitív (textúrnych prvkov), ktoré sa
nazývajú texely• texel je skratka od "texture element"
Rozdelenie textúr(1)
Podľa určenia vlastnosti povrchu
• farba povrchu (color texture)
• odraz svetla (enviroment texture)
• zmena normálového vektora (bump texture)
• lesk (reflectance textures)
• priehľadnosť (transparency texture)
• tiene, posunutie povrchu a miešanie koeficientov (displacement texture)
Color texture (1)
Color texture (2)
Reflectance texture
Transparency texture
Displacement texture
Rozdelenie textúr (2)
Na základe počtu rozmerov
• jednorozmerné– opakujúce sa pozdĺžne vzory, pomocné textúry pri
výpočtoch• dvojrozmerné
– mapovanie na povrch telesa• trojrozmerné
– definujú hodnotu textúry v priestore• štvorrozmerné
– animácia 3-rozmerných textúr
Rozdelenie textúr (3)Podľa spôsobu ich získania
• digitalizované textúry• procedurálne textúry
• výhody – extrémne dátovo kompaktné– nemajú fixné rozlíšenie– nepokrývajú fixnú oblasť– parametrizované
• nevýhody– obtiažnosť– odhadnuteľnosť– rýchlosť– aliasing
Opakovanie textúr (1)• štandardný rozsah textúrovacích súradníc: [0,1]D• cyklické opakovanie (repeat, wrap, tile)• zrkadlové opakovanie (mirror, flip)
– Každá druhá dlaždica sa zrkadlovo prevráti– Môže viesť k lepšej (atomickej) spojitosti textúry
• najbližší texel (clamp, clamp to edge)– Odolnosť k numerickým chybám na okraji textúry
• explicitný okraj (border, clamp to border)– Zadaný explicitne alebo jedným riadkom/stĺpcom textúry
Opakovanie textúr (2)
repeat
mirror
Opakovanie textúr (3)
clamp border
Mapping (1)• priradenie konkrétneho bodu 2D textúry na povrch 3D objektu• Funkcia dvojrozmernej textúry, reprezentovanej tabuľkou,
resp. obrázkovým súborom• T : DT → HT ,DT C R2 zodpovedá tomu, čo je na textúre. • inak povedané dvojrozmerným súradniciam^2 na vstupe
priraďuje farbu (alebo inú vlastnosť) na výstupe• mapovacia funkcia M : DM → DT ,DM C R3 určuje spôsob
mapovania (nalepovania) textúry na objekt • funkciu M volíme podľa telesa, na ktoré ideme textúru
mapovať.
Mapping (2)
schéma mapovania textúrfotografia predstavuje v našom prípade dvojrozmernú textúru, v ktorej máme zadefinované dvojrozmerné súradnice
Mapping (3)
• pre priestorové súradnice (x,y,z) sa pomocou funkcie M vyráta textúrova súradnica (u,v)
• funkcia T potom k textúrovej súradnici priradí farbu (prípadne inú vlastnosť v závislosti na textúre)
UV mapping (1)
• proces nanášania obrázkovej teda 2D textúry na objekt pomocou UV editora, tak pripravíme model na otextúrovanie
• UV preto, lebo textúra je 2D a každý bod na nej sa dá reprezentovať dvoma vektormi u a v.
UV mapping (2)
Techniky mappingu• bump mapping – modulácia normály• viacprechodové spracovanie, multitexturing• enviroment mapping – okolité svetlo• virtual displacement mapping• mip-mapping a neizotropické filtrovanieň• gloss mapping (lesklá odrazivosť, moduluje odlesk)• light mapping (dark mapping) – osvetlenie• shadow mapping – predom spočítaný tieň
Bump Mapping
• rad techník a algoritmov umožňujúcich pomocov 2D textúr simulovať zakrivenie povrchu
• v offline, aj v realtime 3D aplikáciách • bez zvýšenia počtu polygónov simuluje náročnejší povrch• technika vhodná pre vytváranie povrchov ľahko nerovných
telies( golfová loptička, pomaranč)
Pôvodný Bump Mapping (1)
• Phongovo a Gouraudovo tieňovanie
• Jim Blinn v roku 1978
• čienobiela výšková mapa
Pôvodný Bump Mapping (2)
Emboss Bump Mapping (1)
• najmenej efektívny Bump Mapping
• posunutie, odčítanie, aplikovanie
• hodí sa prevažne na rovné plochy
Emboss Bump Mapping (2)
Environment Bump Mapping (1)• veľmi efektívna metóda• tri textúry:
– klasická textúra– bump mapa– environment mapa
• Environment Bump Mapping je realizovaná vždy v dvoch prechodoch
Environment Bump Mapping (2)
Normal Bump Mapping (1)
• dnes najrozšírenejším typom Bump Mappingu
• pracuje čisto na per-pixel úrovni
• umožňuje obrovskú škálu efektov
• využíva už 24-bitovou textúru
Normal Bump Mapping (2)
Virtual Displacement Mapping (1)
• nepravý, tzv. virtuálny Displacement mapping
• známy tiež ako offset mapping alebo parallax mapping.
Virtual Displacement Mapping (2)
• ide o pokročilú techniku Bump Mappingu• svojím spôsobom síce rieši rovnaký problém, ale pomocou
kompletne odlišnej metódy• skutočná geometria objektu je stále nedotknutá • spôsobuje paralaxné posuny, ktoré pri pohybe kamery nad
textúrou vytvárajú dojem väčšej plastičnosti než pri použití obyčajného normálového mapovania
• problém = pri pozorovaní z väčších uhlov sa efekt VDM stráca a vrhané tiene sú tiež nezmenené.
Virtual Displacement Mapping (3)
Light mapping• mapovanie svetelných textúr• nazývané taktiež aj texture baking• metóda vzorkovania objektov pred renderovaním a ukladania
výsledkov pre budúce použitie • textúry, ktoré voláme light maps, sú zvyčajne používané v
počítačových hrách a v interaktívnych vizualizačných aplikáciách.
• v Mental Ray je veľmi flexibilný a môže byť upravený na light map shader
• light map rendrovanie zapisuje výsledok do štandardných textúrových súborov, ktoré sú aplikovateľné v Mental Ray a v ostatných grafických programoch ale sú obzvlášť užitočné pre hardware rendering
Multitexturing
• mapovanie, ktoré použiva viac ako jednu textúru v čase na polygóne.
• príklady multitexturingu1. untextured sphere
2. texture and bump maps
3. texture map only
4. opacity and texture maps
Mipmapping
• MIP = Multum In Parvo (mnoho v malom)• nižšia verzia rozlíšenia textúrovej mapy. Mnoho mipmáp
môže vytvárať z originálnej textúry mapu• mipmapy sú používané na textúrovanie objektu, ktorý
nepotrebuje originálne textúrové mapy, obyčajne objekt je ďaleko od kamery, a preto je potrebných menej detailov
• proces, ktorý sa používa na vytváranie mipmáp je podobný k filtrovaniu, v ktorom sú pixely blendované spolu, čím získame nižšie rozlíšenie.
• dnes sa používa na antialiasing textúr
Wrapping• v počítačovej grafike je wrapping proces ohraničenia pozície
v oblasti• wrapping používaný v 3D počítačovej grafike na opakovanie
textúry cez polygón, vylučujúci potrebu veľkých textúr alebo mnohonásobných polygónov
Jednotlivé metódy wrappovania
• Cube
• Cylinder
• Sphere
• LSCM
• Bounds
• Standard
• From Window
Zhrnutie
• touto prezentáciou sme vám chceli ozrejmiť základné termíny z oblasti textúrovania
• dúfame, že ste sa niečo naučili a že sa tešíte na ukážky v programe 3D Studio Max a na objasnenie Solid Texture Synthesis from 2D exemplars
Recommended