Визуализация текстуры

Визуализация текстуры на грани F осуществляется пиксель за пикселем по всей грани. Для каждого пикселя нужно определить соответствующие текстурные координаты (s, t), получить значение текстуры и придать пикселю нужный цвет, заданный этой текстурой. Нахождение координат (s, t) следует проводить очень аккуратно.

На рис. 11.6 показана камера, делающая снимок грани F с наклеенной на нее текстурой, а также сам процесс визуализации. Строка развертки y заполняется от точки x_left до точки x_right. Для каждого значения x вдоль строки развертки необходимо правильно вычислить положение на грани (на рисунке оно обозначено P (x, y)) и уже из него получить нужные текстурные координаты (s*, t*).

Если определено отображение «текстура-объект», то нам известны текстурные координаты для каждой вершины области F, как показано на рис. 11.7. В таком случае естественно вычислить координаты (s_left, t_left) и (s_right, t_right) для каждой строки развертки быстрым инкрементным методом (методом приращений), а затем, двигаясь вдоль строки развертки, интерполировать между этими значениями. Однако следует быть внимательными: обычные приращения от s_left до s_right при прохождении строки развертки у от x_left до x_right использовать нельзя, поскольку равные шаги по спроецированной грани не соответствуют равным шагам по трехмерной грани.

Рис. 11.8 иллюстрирует эту задачу. На рис. 11.8, а показана грань F, рассматриваемая из такой точки, что ее левое ребро находится ближе к наблюдателю, чем правое. На рис. 11.8, б показана проекция этой грани F’ на экран. Отметим для строки развертки y = 120 равноотстоящие точки на проекции F’, подразумевая последовательные пиксели на грани. Соответствующее расположение этих отметок на текущей грани показано на 11.8, а. Видно, что на дальнем конце грани F эти отметки располагаются ближе друг к другу, что является следствием обычного перспективного укорачивания.

Если для вычисления текстурных координат применим простую линейную интерполяцию с равномерными шагами по s и по t, то «возьмем образцы» текстуры в неверных точках и исказим результирующее изображение.

Рис. 11.8. Задание промежутков с помощью линейной интерполяции

Для решения этой задачи найдем соответствующие текстурные координаты (s, t) в каждой точке визуализируемой грани методом инкрементной визуализации изображений. На рис. 11.9 показана грань. Концевые точки левого ребра спроецированной грани равны a и b. Данная грань простирается от x_left до x_right вдоль строки развертки y. Необходимо найти соответствующие текстурные координаты (s_left, t_left) и (s_right, t_right) для привязывания их соответственно к точкам от x_left до x_right, которые затем можно интерполировать вдоль строки развертки.

Рассмотрим нахождение s_left (y) значения s_leftt вдоль строки развертки y. Известно, что текстурная координата s_A привязана к точке a, а s_B – к точке b, поскольку эти величины передаются через графический конвейер вместе с вершинами A и B. Если строка развертки y является частью f расстояния между y_bott и y_top, так что , то соответствующая текстурная координата равна:

.

Аналогично может быть получено выражение для t_left. Отметим, что s_left и t_left имеют один и тот же знаменатель: линейная интерполяция между значениями

и .

Числители являются линейными интерполяциями текстурных координат, деленных на и . Эту технику иногда называют «линейной рациональной» визуализацией или «гиперболической интерполяцией». Для эффективного вычисления координат (s, t) по мере роста f необходимо сохранять значения

; ; ; ; ; ,

так как они остаются постоянными от пикселя к пикселю. Числитель и знаменатель могут быть найдены в приращениях для каждого y. Однако для нахождения s_left и t_left нам все же придется выполнить явное деление каждого значения y.

Пара координат (s_right, t_right) вычисляется аналогично. Знаменатели этих двух компонентов содержат величины и , которые получаются из проецированных точек и .

После нахождения (s_left, t_left) и (s_right, t_right) данную строку развертки можно закрашивать. Для каждого x от x_left до x_right находятся координаты s и t – снова посредством гиперболической интерполяции.

Дата добавления: 2015-07-10