第14讲--纹理及纹理映射.pptx

第14讲纹理及纹理映射纹理及纹理映射纹理及纹理映射纹理及纹理映射1.纹理的概念纹理（Texture）：把局部不规则而宏观有规律的特性称之为纹理。纹理图像：以纹理特性为主导的图像常称为纹理图像。2.纹理的分类基于纹理的表现形式纹理可分为___颜色纹理、_______和_______三大类。2.纹理的分类基于纹理的表现形式纹理可分为颜色纹理、几何纹理和过程纹理三大类。纹理的分类颜色纹理——通过颜色色彩或明暗度的变化体现出来的表面细节。如桌面的木纹、墙壁上的装饰图案等。过程纹理——表现了各种规则或不规则的动态变化的自然景象如水波、云、火、烟雾等。3.纹理合成（TextureSynthesis）技术自从70年代中期Catmull首次采用纹理映射（TextureMapping）技术生成景物表面的纹理细节以来纹理合成技术得到了广泛的研究和应用其发展也经历了纹理映射、过程纹理合成和基于样图的纹理合成3个主要阶段。（1）纹理映射（TextureMapping）纹理映射通常只能在纹理空间和表面参数空间进行一对一的映射。由于采样区域的局限性所获取的纹理样本通常为小块纹理。若将小块纹理映射到大的曲面上它将导致映射后表面纹理模糊不清若采用重复映射技术则可能出现表面纹理接缝走样等问题。（2）过程纹理合成（ProceduralTextureSynthesisPTS）通过对物体物理生成过程的仿真直接在曲面上生成纹理如毛发、云雾、木纹等从而避免了纹理映射带来的失真这种方法可以获得非常逼真的纹理。过程纹理合成效果很好但也存在不足对每一种新的纹理都需要调整参数反复测试非常不便有的甚至无法得到有效的参数。（3）基于样图的纹理合成（TextureSynthesisfromSamplesTSFS）它基于给定的小区域纹理样本按照表面的几何形状拼合生成整个曲面的纹理它在视觉上是相似而连续的。这种技术不仅可以克服传统纹理映射方法的缺点而且避免了过程纹理合成调整参数的繁琐因而受到越来越多研究人员的关注成为计算机图形学、计算机视觉和图像处理领域的研究热点之一。4.纹理映射纹理映射是把指定的纹理图象值映射到三维物体的表面上的技术。纹理概述4.纹理映射将在纹理空间中uv平面上预先定义的二维纹理（图象、图形、函数等）映射到景物空间的三维物体表面再进一步映射到图象空间的二维图象平面上。一般将两个映射合并为一个映射。纹理概述纹理概述离散法定义连续函数法定义参数法定义纹理概述纹理概述纹理概述（3）如何进行纹理映射建立纹理与三维物体之间的对应关系原始模型二维纹理几何纹理综合纹理映射的方法建立物体空间坐标(xyz)和纹理空间坐标(uv)之间的对应关系。对物体表面进行参数化反求出物体表面的参数后根据(uv)得到该处的纹理值并用此值取代光照明模型中的相应项实现纹理映射二维纹理域的映射二维纹理域的映射二维纹理域的映射三维物体每一个点(xyz)均有一个纹理值t(xyz)那么物体空间就可以映射到一个三维纹理空间上了－三维纹理域映射纹理空间定义在三维空间上与物体空间是同维的把场景中的物体变换到纹理空间的局部坐标系中去通过物体空间坐标(xyz)来计算纹理坐标(uvw)几何纹理几何纹理几何纹理几何纹理几何纹理Mipmap(分级细化映射）技术EnvironmentMapping（环境映射）技术BumpMapping（凹凸映射）技术提出：纹理的清晰度直接影响着图像的真实感要想使3D画面更加精细就必须使用更高分辨率的纹理贴图。微机在进行3D纹理贴图处理时要先将纹理数据读入显存所以高分辨率的纹理贴图将需要更多的显存因此显存容量成为制约纹理精度的主要因素。解决方法：1.纹理压缩2.Mip映射技术思想：通过为同一几何模型提供多种解析度的纹理并随着距离变化作相应更换避免在超出人眼感知能力的视距上使用过于精细的贴图以降低系统资源浪费方法：是将原纹理缩小。为了计算的简便通常是将原纹理按2的幂次方不断的缩小。Mip映射的不足：一般为了减少纹理所占的存储空间我们只能对原纹理进行有限次的分级然而多边形与观察者之间的距离却有无数种情况。解决方法：双线性过滤和三线性过滤。DevelopedbyBlinnandNewell(1976)ReflectingthesurroundingsonanobjectSimplymaptheenvironmentarrayontoanobj