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3D Game Programming Lab5- Texture Mapping

3D Game Programming Lab5- Texture Mapping. Goal. 讀入材質並對應貼圖座標到幾何物體 設定材質中的各項參數 管理多個材質 自行製作能對應到模型的材質貼圖 了解各種貼圖的原理. 貼圖技術. Bump mapping(1978) Normal mapping (1996) Displacement mapping (1984) Parallax mapping (2001) Relief mapping(2005). Bump mapping. 凹凸貼圖背後的原理 - 表面起伏細節的加強 什麼是凹凸貼圖.

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Presentation Transcript

  1. 3D Game ProgrammingLab5-Texture Mapping

  2. Goal • 讀入材質並對應貼圖座標到幾何物體 • 設定材質中的各項參數 • 管理多個材質 • 自行製作能對應到模型的材質貼圖 • 了解各種貼圖的原理

  3. 貼圖技術 • Bump mapping(1978) • Normal mapping (1996) • Displacement mapping (1984) • Parallax mapping (2001) • Relief mapping(2005)

  4. Bump mapping • 凹凸貼圖背後的原理 -表面起伏細節的加強 • 什麼是凹凸貼圖

  5. Bump mapping • Bump Map技術 -（Phong Shading Technique）的一項擴展 -延伸技術

  6. Bump mapping • Bump map的缺陷 -Per-pixel的凹凸紋理以較低的花費增加了豐富的幾何細節。但該方法在側影輪廓處存在缺陷。這些地方，我們看到的還是光滑的輪廓線，而沒有任何凹凸感。 -凹凸紋理不會投下自身陰影，從而看起來不真實。

  7. Normal mapping • [Krishnamurthy 1996] normal mapping • 法向量資訊生成表面的細節 • Normal Map兩種主要形式 -世界空間Normal Map(不實用) -切空間的Normal Map(常見)

  8. 切空間(tangent space) • Z:原本表面的法向量方向 • XY:表面的UV座標兩個方向(切線和bitanget vector) • 以XYZ為基底的空間: tangent space

  9. Normal mapping • RGB表示法向量在切空間的向量 • 面臨取負值的問題 • 把XYZ每個軸上的法線投影長度進行N＋1/2的運算。這樣就把所有的法線壓縮到了0和1的範圍裡

  10. Normal mapping • 缺點 -Normal Map帶來的優勢是遠大於它的缺​​點 -只有視點在垂直於平面的時候NormalMap才會發揮最好的作用

  11. Parallax mapping • NormalMapping的增強算法 • 真正具有實用價值的NormalMapping • 沒有明顯改善NormalMap的問題

  12. Displacement mapping • 由Cook提出，並在Renderman中得到了商業應用。 • 改變幾何，而不是一般凹凸貼圖中改變的法向量 Bump mapping Displacement mapping

  13. 圖:Relief mapping Relief mapping • [Fabio 2005] Real-Time Relief Mapping on Arbitrary Polygonal Surfaces • 計算光線與高度場相交

  14. 光線高度場相交演算法 1.計算從視點到多邊形表面上的3D 位置點的方向(VD)，用向量來表示這個方向 2.把VD 轉換到切線空間(tangent space)（定義為切線、法線和次法線組成的向量）

  15. 3.從VD'（轉換過的VD）和A、貼圖坐標(s,t) ，直到計算到B，貼圖坐標(u,v)，這個位置已經到了深度值是1.0 的地方 4.使用A 和B 之間的二分查找來計算VD' 和高度域表面的相交點 5.使用計算出來的相交點的貼圖坐標來渲染每一個fragment的屬性

  16. 使用A 和B 之間的二分查找來計算VD' 和高度域表面的相交點，數字表示計算中點的順序。

  17. 問題 • 如果視線與高度域表面相交不止一個點的時候，二分搜尋的方法就可能會帶來不正確的結果 • 線性搜尋

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