计算机图形学纹理的概念,高级计算机图形学纹理映射.pdf

高级计算机图形学

中国科学技术大学计算机学院

黄章进

zhuang@ustc.edu.cn

第二节

纹理映射

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基本内容

 映射方法

• 纹理映射(texture mapping)

• 环境映射(environmental mapping)

• 凹凸映射(bump mapping)

 基本策略

• 正向映射和逆向映射

• 点采样与区域平均

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几何建模的局限

 虽然图形显示卡可以每秒钟显示多达一千

万个多边形，但这个速度仍不能满足模拟

许多自然现象和天然物质的要求

• 云

• 草

• 地貌

• 树皮

• 毛发

• 水波与火焰

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橙子的模型

 考虑如何建立橙子的模型

 用橙色的球表示橙子

• 太简单

 用更复杂形状代替球

• 没有表示出表面的特性(微凹, dimples)

• 为了模拟所有的微凹，需要相当多的多边形

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橙子的模型(续)

 获取真实橙子的照片，扫描后把结果“粘

贴”到简单的几何模型上

• 这个过程就是纹理映射

 可能结果仍然不令人满意，因为所得曲面

是光滑的

• 需要改变局部形状

• 凹凸映射

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三种映射方法

 纹理映射

• 利用图像填充多边形

 环境映射(反射映射)

• 利用环境的图像进行纹理映射

• 可以模拟高度镜面曲面

 凹凸映射

• 在渲染的过程中改变法向量

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纹理映射

几何模型 纹理映射后

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环境映射

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凹凸映射

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三种映射的共同点

 作为片段处理的一部分，改变单个片段的

明暗值

 都与存储为一维、二维或三维数字图像的

贴图有关

 保持低的几何复杂性，但能产生复杂几何

的视觉效果

 都可能产生走样误差

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映射在什么地方进行？

 映射技术是在绘制流水线的最后阶段实现的

• 非常有效，因为在经过所有的操作后，许多多边形被裁

减掉，减少了不必要的映射

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二维纹理

 纹理：以数组形式存储在处理器内存里的二维

图像，此时数组元素称为纹素(texel)