Helwig Hauser Teil 4: Texturing

Teil 4: Texturing

Farbe, Struktur, Umgebung

Helwig Hauser Teil 4: Texturing

Wozu?Mit Textur: Farbe Oberflächenstruktur Reflexion, Transparenz Highlights

Helwig Hauser Teil 4: Texturing

Textur – was ist das?Textur = Eigenschaft, separat definiert 2D Textur: wie

Aufdruck (Tapete) 3D Textur: innere

Struktur (Holz)

Textur wird in Texturraum definiertAufbringung per Parametrisierung (x,y,z)

(x,y,z)

(u,v,w )

(u,v)

Textur

2D

3D

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Textur – AbbildungenTexturraum (u,v)T

Objektraum (x,y,z)T

Bildraum (x,y)T

Parametrisierung

Rendering

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Textur – Beispiel

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ParametrisierungMeist verschiedene Parametrisierungen

or or …?

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2D Texturen – Beispiel

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Sold Texturing

object + texture =

3D Textur: innere StrukturTexturing: wie Ausschneiden

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2D Textur vs. 3D Textur

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Solid Texturing – mehr Beispiele

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Bump MappingBump Mapping = Vortäuschen von geometrischen Details Normalvektorvariation per Textur

+ =T(u,v)

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Bump Mapping (2)Bump Mapping = Vermeidung von

viel Geometrie Normale

verwackeln

+ =T

v

u

Surface

P

N

P´

Pv P

u

P

N

D

N´

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Bump Mapping – BeispielNormale Textur Bump Mapping

Unterschied: Shading 3D Eindruck

Perlin, SIGGRAPH85

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Bump Mapping – mehr Beispiele

Problem: Trick sichtbar am Rand!Problem: Bumps haben keine Schatten!

Blinn, SIGGRAPH78 Blinn, SIGGRAPH78 Blinn, SIGGRAPH78

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Abhilfe: Horizon MappingSchatten von bumps vortäuschen!

u

v

Horizont-Kontur vorberechnen

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Horizon Mapping – BeispielUnterschied zu Bump Mapping: Bumps haben

Schatten Bumps liegen im

Schatten

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Horizon Mapping – Vergleich

ohne

mit

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Environment MappingStatt komplexer Szene:Umgebung per Textur simulieren

Blinn, CACM 76

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6-Seiten Maps, Kugel-Maps

Umgebung wird zuerst auf Textur abgebildet.

+ +

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Kugelförmige MapWenn Kugel groß: Speicherung in

Polarkoordinaten Abruf nur per

Richtung

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Environment Map – PrefilternWenn Objekte scharf reflektieren: 1:1 Environment map = o.k.

Bei diffusen Oberflächen: Zuerst: Preprocessing (low pass) Evaluation in Richtung der Flächennormale

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Environment Mapping – Beispiel

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Aliasing-Probleme mit Texturen

Parametrisierung nicht flächentreu!

Unter-schiedlich viel Textur pro Pixel

u

v texture space image space

pixel

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Anti-Aliasing von TexturenIn Verwendung: Annäherungen:

Optionen:- convolution on demand- pre-filtering

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Aliasing mit Texturen – Beispiele

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Mip-Mapping

D

Verschiedene Auflösungen vorberechnetDrei Farben: effiziente Speicherung

Mip: multum in parvo

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Mip Mapping – Beispiel

Je nach Verzerrungsverhältnis, wird die entsprechende Textur gewählt.

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Mip Mapping – Interpolation2D = max(d1,d2)D: TexturebeneBeispiel: D=2.3

vtexture image space

pixeld1

d2

T0 = Texturwert aus Ebene trunc(D)T1 = Texturwert aus Ebene trunc(D)+1Ergebniswert: lineare Interpolation

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Summed Area TableSummen speichern statt Texturwerte:

u

v

u

v

(u0,v0)

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Summed Area Table – Evaluieren

(u+,v+)

u

v

T

(u–,v–)

sum = ?

S(u+,v+) – S(u–,v+)

+ S(u–,v–)

– S(u+,v–) = sum

– =

+ =

– =Aufwand: konstant!

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Anti-Aliasing von Texturen – Bsp.