12 - Texturierung

Oberflächen mit Struktur überziehen

natürliche Gestaltung von komplexen 3D-Szenen ohne Geometrie zu verändern

1D: Farbskalen

2D: Funktionen die Punkte der (u,v) Ebene (Bildraum) auf Farbwerte abbilden

Mit Texturkoordinaten wird berechnet, welcher Ausschnit aus der Textur auf das Polygon gemappt wird

3D: die lokalen Koordinaten der Objekt Oberfläche (x,y,z) indizieren direkt in die Textur

• die Textur ist also in jedem Punkt im Raum definiert und wird quasi aus dem Texturvolumen herausmodelliert

• Speicherbedarf bei großen Texturen mit hoher Auflösung

• Artefakte beim Vergrößern/Verkleinern von Texturen

  • Texel und Pixel stimmen in Größe nicht überein

• Fortsetzung d. Text. an Rändern

• visuell “falsch” - Beleuchtung passt nicht, Textur wirkt “platt”

• Perspektivische Verzerrungen bei der Interpolation von Texturkoord.

Weil Pixel- und Texelgröße unterschiedlich sind

Abbildung weniger Texel auf viele Pixel

• Filterung

  • Nearest Neighbor: nächstliegendes Pixel

  • Bilineare Interpolation

    • Interpolation der 4 nächsten Texel

    • Glättung

Abbildung vieler Texel auf ein Pixel

• Aliasing: Abtastung hochfrequenter Signale

• Filterung: Mitteilung über viele zugehörige Texel

  • im allgemeinen zu teuer zur Laufzeit

Eigentlich müsste eine Mittelung von vielen Texeln durchgeführt werden, da sie auf 1 Pixel abgebildet werden

Lösung: Preprocessing (MIP-MAPPING)

Es werden vor den Start kleinere Versionen der Textur angelegt, in der die Texel schon gemittelt vorliegen

• jeder Level entsteht durch Zusammenfassen benachbarter Pixel des vorigen Levels

• originalbild muss 2^n * 2^n groß sein

• 1/3 mehr speicherbedarf

• Auswahl des Texturlevels in Abh. zum Betrachter (idealerweise wird der Level verwendet bei dem 1 Texel auf 1 Pixel abgebildet wird)

Ein Verfahren um sichtbare Übergange zwischen den MIP-Map Levels zu reduzieren

• lineare interpolation zwischen den 4+4 pixeln des oberen und unteren Levels zwischen denen das Pixel im uv-Raum liegt

Filterung der Texturen in Abh. vom Betrachtungswinkel

Mit baryzentrischen Koordinaten

Probleme bei perspektivischer Projektion, da bei Texturinterpolation die perspektivische Verzerrung (Division durch homogene Koordinate w) nicht ein geht

heutzutage standard

Eigentlich ja, fällt aber meistens nicht so auf.

Ausnahme: T joint

Simulation von Oberflächenunebenheiten

Speicherung der pertubierten Normalen in der Textur (-> verändert die Beleuchtung, aber nicht geometrie)

Voraussetzung: Schattierungsverfahren wo Beleuchtungsrechnung pro Pixel ausgewertet wird

verändert die Geometrie des 3D-Objekts

Auch solid textures

die lokalen Koordinaten der Objekt Oberfläche (x,y,z) indizieren direkt in die Textur

• die Textur ist also in jedem Punkt im Raum definiert und wird quasi aus dem Texturvolumen herausmodelliert