Grficas Interactivas

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Gráficas Interactivas

• Isaac Rudomín (Instructor)
• rudomin_at_itesm.mx
• Erik Millán (asistente)
• emillan_at_itesm.mx

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Texturas

3
Agregar detalle visual

• Idea usar imagenes y no mas polígonos para
  representar variaciones de pequeña escala del
  color

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Parameterización


geometría
imagen
imagen con textura

• Como decidir donde en la geometría va cada color
  de la imagen?

5
Opción Variedades de proyecciones
6
Opción desdobla la superficie
Piponi2000
7
Opción hacer un atlas
charts
atlas
surface
Sander2001
8
Opción es el problema del artista
9
Como mapear objetos a textura?

• A cada vértice (x,y,z en coordenadas de objeto),
  debo asociar coordenadas de textura 2D (s,t)
• Para que la textura quede bien colocada sobre el
  objeto

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Sistema coordenado de texturas
t
s,t
1.0
s
0,0
1.0
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Coordenadas de textura
c
d
glBegin(GL_POLYGON) glTexCoord2d(0, 0) //
s,t glVertex3dv(a) glTexCoord2d(1, 0)
// s,t glVertex3dv(b) glTexCoord2d(1,
1) glVertex3dv(c) glTexCoord2d(0, 1)
glVertex3dv(d) glEnd()
b
t
a
1.0
s
0,0
1.0
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Mapeos plano,cilíndrico esférico
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Mapeo cúbico
14
1a idea Interp de Gouraud de texcoords
Scan line
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Interpolar Parámetros

• Problemas debido a tratar de interpolar de
  parámetros en espacio de pantallain screen space
  ? uniform steps in world space

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Mapeo de texturas
Interpolación lineal de Coordenadas de textura
Interpolación correcta con división de
perspectiva
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Filtrado de Mapas de Textura

• Aliasing Horrible en mapeo ingenuo
• uval (int) (u denom 0.5f)
• int vval (int) (v denom 0.5f)
• int pix texture.getPixel(uval, vval)
• Realmente cada pixelmapea a una región de textura
• PIX lt TEX
• Fácil interpola (bilinear) entre valores de
  texels
• PIX gt TEX
• Difícil promedia contribuciones de múltiples
  texels
• PIX TEX
• También requiere interpolar!

Magnificaciónun texel a muchos pixels
Minificaciónmuchos texels a un pixel
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Patrones de Moiré

• Si la frecuencia de la textura se acerca a la de
  los pixeles

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Mip Maps

• Guarda las texturas prefiltradas a múltiples
  resoluciones
• Para cada pixel interpola linealmente entre los
  dos niveles mas cercanos (e.g., filtrado
  trilinear)
• Rápido, fácil por hardware
• Por que se llaman Mip maps?
• MIP Multum In Parvo

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Mip Maps
Crea varias copiasFiltra bajando
tamañoPre-filtra texturas mipmaps
Selecciona textura apropiada según número de
pixeles ocupados por geometría
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Mip Maps
Optimize storage(Schematic of method)
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Ejemplo MIP-map
AAAAAAAGH MY EYES ARE BURNING

• Sin filtrado
• MIP-map

Where are my glasses?
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Variaciones a Mapeo de textura

• Una textura puede modular cualquier parámetro del
  proceso de render

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Texturas modulantes

• Mapea valores de textura a factor de escala

Textura Madera
Valor de textura
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Bump Mapping

• Textura cambiar normal a la superficie!

Esfera con textura difusa y swirly bump map
Esfera con textura difusa
Swirly bump map
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Bump Mapping
Bump Map
Superficie
Iluminación como si la superficie
existiera Problema las orillas
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Displacement Mapping

• Textura representa un offset en la dirección
  normal
• Dificil de implementar
• Se aplica a orilla
• Alto realismo

28
Displacement Mapping
29
Illumination Maps

• Quake introdujo illumination maps o light maps
  para capturar efectos de iluminación

Textura
Light map
Textura light map
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Environment Mapping

• Renderea un objeto como si fuera perfectamente
  reflejante
• Lo que vemos depende de posición dl ojo y
  normales a la superficie
• Ray tracing para pobres
• Jim Blinn 76

OpenGL Redbook color plates
Terminator II 1991
31
Environment Maps
32
Height Maps

• Para terrenos
• Colores representan alturas
• Soportan multiresolución
• Pueden combinarse con texturas procedurales

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Normal Maps

• Normal maps
• Desarrolla modelo con muchos polígonos
• Decima para obtener modelo con pocos polígonos

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Normal Maps
Step 3 Desarrolla mapa de normales, colores,
especular
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Texturas sólidas

• Valores de Textura indexados por localización en
  3D (x,y,z)
• Caro guardar
• O calcular al momento, texturas proceduralese.g.
  Perlin noise ?

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Otras texturas Procedurales
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Textura proceduralen RSL

• Surface dent(float Ks.4, Kd.5, Ka.1,
  roughness.25, dent.4)
• float turbulence
• point Nf, V
• float I, freq
• / Transform to solid texture coordinate system
  /
• V transform(shader,P)
• / Sum 6 octaves of noise to form turbulence /
• turbulence 0 freq 1.0
• for (i 0 i lt 6 i 1)
• turbulence 1/freq abs(0.5noise(4freqV))
  
• freq 2
• / sharpen turbulence /
• turbulence turbulence turbulence
• turbulence dent
• / Displace surface and compute normal /
• P - turbulence normalize(N)
• Nf faceforward(normalize(calculatenormal(P)),I)
  
• V normalize(-I)