CM4 - Serveur pédagogique UFR Sciences et Techniques

Transcription

22/09/16
SYNTHÈSE D’IMAGE L3
TEXTURES
Sandrine LANQUETIN
Bureau G208
[email protected]
D’après les cours
de M. Neveu du LE2I
et de J. Thollot de l’IMAG
22/09/16
S. Lanquetin – L3 Info, Synthèse d’images
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Modèle géométrique
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Illumination locale
Objet =
liste de points munis de
normales
+
groupement en faces
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Introduction
•  Détails complexes sur une surface
•  Augmenter le nombre de polygones
•  Pb : augmentation complexité modélisation et rendu
•  Alternative : utilisation de texture 2D ou 3D
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Modélisation de la « matière »
Ajout d’attributs (couleur, transparence…) en
chaque point
Problème : Ne pas tout modéliser à l’échelle de
la géométrie !
On veut garder
une seule face,
mais plusieurs
couleurs
1
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Les textures
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Modélisation de la « matière »
Ajout d’attributs (couleur, transparence…) en chaque
point
Problème : Ne pas tout modéliser à l’échelle de la
géométrie !
Des micropolygones
seraient
nécessaires
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Les textures
Les textures
Font varier la matière à l’intérieur de chaque face
• 
• 
Ajout d'information visuelle à petit prix
Support hardware
•  interpolation des coordonnées de texture
•  interpolation des valeurs de couleur
•  filtrage multi-résolution (mip-mapping)
X
Texture de couleurs
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=
Texture de normales
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TEXTURES
Gain de réalisme
Pas « cher »
TEXTURES 2D
Attacher la texture à
l’objet ó travailler
dans l’espace de
l’objet
2
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Est-ce simple ?
Est-ce simple ?
•  Idée simple
•  coller une image sur une surface
•  Idée simple
image 2D
image 2D
surface 3D
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surface 3D
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Placage de Texture
Texture mapping
Est-ce simple ?
•  Idée simple
•  3 ou 4 systèmes de coordonnées
projection-1
mapping-1
projection
mapping
v
u
image 2D
Espace image
Espace objet
Espace texture
pixel de l’image
surface 3D
Texel de la texture
surface 3D
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Texel
→
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Pixel
+ tous les texels sont traités dans l’ordre
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Pixel
→
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Texel
+ seulement les pixels visibles sont traités
+traitement pixel par pixel
-  A(texel) < pixel.
calcul de la proportion du pixel couvert
-  plus complexe :l
- plus simple, mais la contribution de tout texel caché est calculée
inutilement
Calcul de la projection inverse du pixel dans l’espace objet, puis des
coordonnées correspondantes dans l’espace texture
3
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Principe
Les textures 2D
•  Image plane I (s,t)
Coordonnées paramétriques
•  Fonction de plaquage
(mapping) A : P(x,y,z) è (s,t)
•  Modèle 3D : points ou faces, normales,
coordonnées de texture (s,t)
S
A
A
Projection
T
P
A(S-1)
Coordonnées de
texture
t
s
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S connue
Coordonnées de
l’objet
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Coordonnées de
l’écran
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Déformation
L'espace paramétrique de la
sphère recouvre complètement
l'espace de la texture
(a)La texture déformée
sphère.
Image de l'espace des
paramètres de l'objet (gras)
dans l'espace de la texture
(grisé)
Déformation de la texture pour l’adapter à la
paramétrisation de la surface. On utilise une texture
déformée (respectant le facteur d’échelle 2 :1)‫‏‬
transformation l = 2.h et θ= π/4 (qui implique h = V2/3).
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Textures cycliques
(b) Application sur la
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Grande surface à texturer
•  Feuille papier peint assez grande pour recouvrir toute la surface
•  Or (s,t) dans [0,1]²
•  Mais pas (u,v)
•  Structure périodique
Utilisation d’une texture naturelle.
(a) Texture de bois.
(b) Sphère en bois
(c)  Et de l’autre côté de la sphère ?
(d) Paramétrisation multiple.
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Répétition
Répétition avec ε
⎧ u= mod(u',1/n )
⎪
u
ε: ⎨
v=mod(v',1/n
)
⎪⎩
v
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Répétition Miroir
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Exemple de répétition
Calculer (u,v) pour (u’,v’)=(2/3,1/2)
⎧
⎛
1 ⎞
⎛ 2 1⎞ 1
⎪u = mod⎜⎜ u ' , ⎟⎟ = mod⎜ , ⎟=
nu ⎠
⎪
⎝ 3 5⎠ 3
⎝
⎨
⎛
⎞
1
⎪ v = mod⎜ v' , ⎟ = mod⎛ 1 , 1 ⎞= 1
⎜
⎟
⎜ n ⎟
2
⎪
⎝ 2 3⎠ 2
v ⎠
⎝
⎩ 10
1
2
5
3 = × =
= 3.3333 = 3 +
1
3
3 1
3
1
5
2 = 3 = 1.5 = 1 + 1
1
2
2
3
⎧
⎧mod(u',1/n u ) si ⎢⎣ u'.n u ⎥⎦ estpair
⎪u = ⎨
⎪
⎩1-mod(u',1/n u ) sinon
ε :⎨
⎧mod(v',1/n v ) si ⎢⎣ v'.n v ⎥⎦ estpair
⎪
⎪ v = ⎨1-mod(v',1/n ) sinon
v
⎩
⎩
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Exemple de répétition miroir
⎧
⎧mod(u',1/n u ) si ⎣⎢ u'.n u ⎦⎥ estpair
1
⎪u = ⎨
= 1−
⎪
⎩1-mod(u',1/n u ) sinon
3
ε :⎨
⎧mod(v',1/n v ) si ⎢⎣ v'.n v ⎥⎦ estpair
1
⎪
= 1−
⎪ v = ⎨1-mod(v',1/n ) sinon
v
⎩
⎩
2
10
30
Cas complexes
Calculer (u,v) pour (u’,v’)=(2/3,1/2)
⎢
⎥ ⎢ ⎥
⎣u'.nu ⎦ = ⎢ 3 × 5⎥ = ⎢ 3 ⎥ = ⎣3.3333⎦
⎣
⎦ ⎣ ⎦
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2
=
3
1
=
2 2
=3
•  Quand S non connue
•  Application intermédiaire
•  Projection
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31
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32
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Application A
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Projection selon un axe
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Projection sphérique
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Projection cylindrique
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Projection par Développement
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Projection par Développement
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Effets différent selon le mapping
•  Quel (x,y,z) on considère ?
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Surfaces complexes : application
intermédiaire
Position relative à
l’englobant
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Problèmes
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Composition application intermédiaire projection
Vecteur normal à la surface
(exagère les déformations)‫‏‬
Vecteur réfléchi
(environnement mapping)‫‏‬
Centre
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Vecteur normal à la surface
intermédiaire (atténue les
déformations)‫‏‬
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Problèmes
•  Aliassage
•  Plaquer une texture sans distorsion
•  Synthétiser une texture par l’exemple
•  Synthétiser/plaquer sur une surface directement
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Problèmes d’aliassage
Que se passe-t-il ?
- Devant, on voit les pixels
- Au fond
•  Plusieurs couleurs à afficher dans un pixel
–  On aimerait une moyenne !
•  Fréquences parasites : les « alias »
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Problèmes d’échelle
Ecran
At<Ap
- Devant, on voit les pixels
Objet
A t ≈ Ap
Texture
At >Ap
- Au fond
•  Plusieurs couleurs à afficher dans un pixel
–  On aimerait une moyenne !
•  Fréquences parasites : les « alias »
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Ecran
Petite échelle
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Grande échelle
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Texture
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Même taille
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Texels < Pixels
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Facteur de compression d
Texels > Pixels
Pij : pixel
Puv : polygone correspondant dans l’espace texture
d = Α ( Puv )
Ex :
d = 1 : le pixel couvre tt l’espace texture
d = ¼ : le pixel couvre ¼ de l’espace texture
Taille image texture = 2N x 2N => aire d’un texel At = 2-N x 2-N
Facteur de compression d’un pixel :
dt = Α t = 2− N
Si d<dt alors pixellisation
Si d>dt alors aliasing
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Pixellisation
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Pixellisation
(uc,vc) : image du centre de Pij
Dans l’image Tij, (n.uc,n.vc) est dans [i’,i’+1]x[j’,j’+1] avec
i’=n.uc et j’=n.vc
Interpolation
bilinéaire
Interpolation
bicubique
Interpolation pour lutter contre la pixellisation.
De gauche à droite sur chaque exemple :
image pixellisée, interpolation bilinéaire, interpolation
bicubique.
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Solution 1 : calcul à haute résolution
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Solution 2 : Mip-Mapping
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Sous échantillonnage (aliasing)‫‏‬
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Mip-Mapping
Mip-Mapping : texture à plusieurs échelles
•  Ensemble des images pré-calculées pour le mip-mapping.
On suppose l’image de la texture carrée et de taille 2N × 2N.
Changement de résolution le plus simple : construire une image deux fois plus
petite.
A chaque pixel de l’image deux fois plus petite, on associe un bloc de 2×2 pixels sur
l’image originale de valeur = moyenne des 4 pixels du bloc.
Ti,kj−1 =
1 k
k
k
k
(T
+ T2i+1,2
+ T2i,2
+ T2i+1,2
)
j
j +1
j +1
4 2i,2k j
Ti, j
La taille de l’image
est 2k × 2k.
N
A partir de l’image T on construit un ensemble de N + 1 images T k , k de 0 à N
Facteur de compression au niveau k : dk = 2-k
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Mip-Mapping
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Mip mapping : couleur d’un pixel
•  Stockage optimal du mipmap d’une texture couleur (de la
Pixel courant (uc,vc,d)‫‏‬
figure précédente) en mémoire.
R
G
R G
B B
R G
B
R G
B
MIP = Multum In Parvo (beaucoup de chose en peu de place)
60
kc = -log2(d)‫‏‬
Voisin le plus proche
InterpolationBilinéaire
(
C (uc , vc ) = Ti k', 'j ' k ' = [kc ],(i ', j ') = ⎣⎡uc .2k ' ⎦⎤ , ⎣⎡vc .2k ' ⎦⎤
C ( uc ,vc ) = Ck' ( u',v' )
Ck' ( u,v ) = [1 − u
Interpolation trilinéaire
)
k' = [ kc ] ,( u',v' ) = ( uc − [uc ] ,vc − [vc ])
k'
u ] ⎡Ti',j'
⎢ k'
⎢⎣Ti'+1,j'
⎡1 − v ⎤
k'
⎤⎢
Ti',j'
+1
⎥
⎥⎣ v ⎦
Ti'k'+1,j'+1 ⎥⎦
C (uc , vc ) = (1 − λ )Ck ' (u ', v ') + λCk '+1 (u ', v ')
kc = (1 − λ )k '+ λ (k '+ 1)
k ', (u ', v '), Ck ' (u, v) comme bilinéaire
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Textures de normales Technique du mipmapping appliqué à
l’échiquier
bilinéaire
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(bump mapping)
trilinéaire
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Perturbation des normales
Donnée par une texture de normale (normal map)
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Perturbation des normales
Donnée par une texture de relief (bump map)
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Bump Mapping/ Displacement
Mapping
Carte de hauteurs
Modification des normales
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t Espace Texture
(1, 1)
(0, 0)
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on associe à chaque sommet (P0, P1, P2) d’une facette des
coordonnées (Q0,Q1,Q2) dans l’espace des textures
Espace Objet
(s, t) = (0.2, 0.8)
•A
a•
b•
Cas des facettes
Cas des facettes
(0, 1)
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•c
(0.4, 0.2)
•
B
s
(1, 0)
C
• (0.8,
0.4)
Si P = (1 - α - β).P0 + α.P1 + β.P2
alors
Q = (1 - α - β).Q0 + α.Q1 + β.Q2
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Cas des facettes
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Intérêt du placage de texture
Si on utilise une interpolation similaire à l’ombrage de Gouraud
(accélération texturage)
ie si P' dans l’espace de l’écran est défini par :
P’ = (1 – α’ – β’).P’0 + α’.P’1+ β’.P’2
Et qu’on calcule Q = (1 – α’ – β’).Q0 + α’.Q1 + β’.Q2 alors erreur projective
•  Réduction de la complexité géométrique
•  Résultat naturel lors de transformations
il faut :
Q=
Q0
Q
Q
+α 1 + β 2
w0
w1
w2
(1 − α − β ) / w0 + α / w1 + β / w2
(1 − α − β )
wi coord . hom. de Pi
•  Simulation des matériaux naturels, des phénomènes naturels ou
optiques
•  Facile, pas cher
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Introduction
•  Couleur
•  Dégradé de couleur
TEXTURES OPENGL
•  Sans texture : bcp de polygones
•  Réalisme (moins régulier, perspective…)
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S.Lanquetin – L3 Info, Synthèse d’images
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Introduction
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Texture
•  Appliquer une image 1D, 2D ou 3D sur des primitives
géométriques
•  2D plus intuitive
•  Les coordonnées de texture sont (s,t,r,q)
•  Répétition de la texture dans 1, 2 ou 3 directions
•  Application automatique de texture
•  Réfléchissement de l’environnement
sur les objets brillants
•  Fusion couleur / Texture
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Principe de base du placage de texture 2D
Un texel est un couple (s,t) de coordonnées dans [0,1]*
[0,1] identifiant un point de la texture
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Qu’est ce qu’une texture
•  Texture : Tableau de données
•  Ex. Couleur, luminance, alpha, normal…
•  Texel : 1 élément du tableau
•  coordonnées de texture sont (s,t,r,q)
•  Texture 2D (s,t)
Problème : comment trouver le(s) texel(s) correspondant à
un fragment xs, ys ?
Solution : couples sommet/texel et interpolation
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Placage de texture
Les textures en OpenGL
•  Comment construire une texture
•  Etapes du placage de texture
•  Spécifier une texture
•  Activer le placage de texture
•  Préciser comment la texture est appliquée sur les objets
•  Dessiner la scène
•  Quelle texture pour un texel ?
•  Objet texture
•  Comment lier le pixel aux texels ?
•  Coordonnées de texture
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•  Quelle interaction entre texture et pixel ?
•  Remplacement, Mélange, Modulation
•  Pixel plaqué sur plusieurs texels ? L’inverse ?
•  Aliassage : Augmentation et réduction
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Exemple de création de texture
Préparation:
•  Génération d’une image qui sera utilisée comme texture
•  Préparer l’image comme un gros morceau de mémoire
•  La générer ou la charger (librairies)
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// l’image damier.
static GLubyte checkImage0[256][256][4];
// Générer une image damier avec du code
void makeCheckImage(void)
{
GLubyte c;
for(int i=0; i<256; i++)
for(int j=0; j<256; j++) {
c = ((((i&0x20)==0)^((j&0x20))==0))*255;
checkImage0[i][j][0] = checkImage0[i][j][1] =
checkImage0[i][j][2] = c;
checkImage0[i][j][3] = 255;
}
}
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Définir une image comme Texture
Préparation:
glTexImage2D( target, level, components,
w, h, border, format, type, texels );
•  Préparer l’image comme un gros morceau de mémoire
•  La générer ou la charger (librairies)
•  Créer une texture à partir d’une image
•  Quelles informations conserver en mémoire ?
•  RGB? RGBA?
•  Hauteur/Largeur
•  Format de données?
•  float? unsigned int?
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target: type de texture, e.g. GL_TEXTURE_2D
level: nombre de résolutions utilisées pour le
mipmapping//0
components: éléments par texel //1 à 4
w, h: largeur et hauteur des texels en pixels//2^n
border: largeur de la bordure//0 ou 1
format and type: description des texels//GL_RGBA
texels: pointeur sur le tableau de texels
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, 3, 512, 512,
0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, texture);
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•  Rendu
•  Coordonnées de texture
Mise en place:
•  Associe à chaque sommet des coordonnées de texture
Ou
•  Laisse OpenGL générer des coordonnées de texture
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•  Activer les fonctionnalités de texture
•  Activé ou Désactivé
•  glEnable(GL_TEXTURE_2D)
•  Spécifier comment appliquer la texture sur les pixels
•  Remplace/Mélange/Module/Décale
•  glTexEnv(…)
•  Autres paramètres
•  filtres
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Exemple de Texture
Spécifier une texture image
void GL_init(void)
{
makeCheckImage();
// spécifier la texture avec l’image (pointeur sur le dernier param)
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, 256, 256, 0,
GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, checkImage0);
// Comment la texture interagit avec la couleur du pixel
glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE,
GL_DECAL);
// filtres
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER,
GL_NEAREST);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER,
GL_NEAREST);
// Activation du placage de texture 2D
glEnable(GL_TEXTURE_2D);
}
•  Définir une texture à partir d’un tableau de
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Coordonnées de texture
Glubyte texture[512][512][3];
•  Définir à partir d'une autre texture
•  copie
•  code
•  Activer l’application de texture
•  glEnable(GL_TEXTURE_2D)
•  OpenGL supporte des cartes de texture de dimension 1
à4
texture
1,1
• 
glTexCoord{1234}{sifd}(coords)
spécifié pour chaque sommet
0, 1
1,0
Espace Texture
Attention aux distorsions si les ratios sont différents.
Pour éviter cela, prendre une portion de texture
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(s, t) = (0.2, 0.8)
A
a
0, 0
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Espace Objet
1, 1
b
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•  À partir des coordonnées paramétriques de la
t
0,0
Appliquer une Texture
Comment déterminer les coordonnées texture ?
0,1
texels (texture elements)
c
(0.4, 0.2)
B
C
(0.8, 0.4)
1, 0 s
90
Coord texture
Exemple de dessin d'un carré texturé
•  Texture carrée et objet carré
•  Application des coord de text sur les coord géom
glEnable(GL_TEXTURE_2D) ;
glBegin(GL_QUADS) ;
glTexCoord2f(0,0) ;
glVertex2f(x1,y1) ;
glTexCoord2f(1,0) ;
glVertex2f(x2,y1) ;
glTexCoord2f(1,1) ;
glVertex2f(x2,y2) ;
glTexCoord2f(0,1) ;
glVertex2f(x1,y2) ;
glEnd() ;
t
0, 1
0, 0
1, 1
1, 0s
x1,y2 0,1
x2,y2 1,1
x1,y1 0,0
x2,y1 1,0
15
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91
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Attention !
Attention !
Pour OpenGL, origine image bas gauche
Souvent origine image haut gauche
0,1
x1,y2
1,0
0,0
1,1
x2,y2
Pour OpenGL, origine image bas gauche
Souvent origine image haut gauche
0,0
x1,y2
1,0
0,0
1,0
x2,y2
x1,y1 Objet
0,0
x2,y1
1,0
x1,y1 Objet
0,1
x2,y1
1,1
0,1
Texture
1,1
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0,1
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Coord texture
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Texture
1,1
Exemple de dessin d'un carré texturé
•  Texture carrée et mur l*2l/3
•  Application des coord de text des 2/3 inf de la texture sur les coord
géom du mur
t
glEnable(GL_TEXTURE_2D) ;
0, 1
glBegin(GL_QUADS) ;
glTexCoord2f(0,0) ;
glVertex2f(x1,y1) ;
glTexCoord2f(1,0) ;
0, 0
glVertex2f(x2,y1) ;
glTexCoord2f(1,2/3) ;
glVertex2f(x2,y2) ;
x1,y2 0,2/3
glTexCoord2f(0,2/3) ;
glVertex2f(x1,y2) ;
glEnd() ;
x1,y1 0,0
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Exemple de Code
•  Texture rectangulaire 12*4
glBegin(GL_POLYGON);
glTexCoord2f(0, 0);
glVertex3f(0, 0, 0);
glTexCoord2f(0.5, 0);
glVertex3f(1, 0,0);
glTexCoord2f(0.5, 0.5);
glTexCoord2f(0, 0.5);
glVertex3f(0, 1,0);
glEnd();
•  Utilisation des 2/3 inf de la texture
•  Copié-collé de la texture jusqu'au ratio voulu
•  Boite : 30 polygones de largeur 12/30 et de hauteur 4
•  Application des coord de text des 2/3 inf de la texture
sur chaque polygone
(0,0) (1/30,0)(1/30,2/3)(0,2/3)
(1/30,0) (2/30,0)(2/30,2/3)(1/30,2/3)
1, 0s
x2,y2 1,2/3
x2,y1 1,0
Coord texture
•  Ratio 3 pour 1 or ratio texture : 2n pour 1
1, 1
t
0, 1
0, 0
96
1, 1
1, 0 s
(2/30,0) (3/30,0)(3/30,2/3)(1/30,2/3)
16
22/09/16
22/09/16
97
Exemple de Code
glTexCoord2f(1, 0);
glVertex3f(1, 0,0);
glTexCoord2f(1, 0.5);
glVertex3f(0, 1,0);
glEnd();
22/09/16
22/09/16
98
Exemple de Code
t
0, 1
0, 0
1, 1
1, 0 s
99
glTexCoord2f(0, 0);
glVertex3f(1, 0,0);
glTexCoord2f(0, 1);
glVertex3f(0, 1,0);
glEnd();
22/09/16
t
0, 1
0, 0
Paramètres de Texture
// exemple d’association manuelle des coordonnées de
texture
1
glBegin(GL_TRIANGLES);
glVertex2f(-1.0, -1.0);
0
1
0
glVertex2f(1.0, -1.0);
y
1
glVertex2f(0.0, 1.0);
glEnd();
1 x
•  Paramètres d’enveloppement (Wrapping)
22/09/16
22/09/16
101
1, 1
1, 0 s
100
Æ Que faire quand s et t sont en dehors de (0,1)
•  Modes de filtrage
Æ Moyennes de régions plutôt que texels
•  Mipmapping
Æ Textures à différentes résolutions
•  Paramètres d’environnement
Æ Comment la texture interagit avec la lumière
Paramétrage : bords de texture
Mode d’enveloppement
•  Pour chaque dimension (s et t) :
•  Répétition de la texture
•  ou prolongement avec la dernière valeur
•  bordure
Pincement: 1 si s,t > 1, 0 si s,t <0
Répétition: s,t modulo 1
102
glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D,
GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP )
glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D,
GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT )
t
s
texture
GL_REPEAT
répétition
GL_CLAMP
pincement
17
22/09/16
22/09/16
103
22/09/16
104
Paramétrage : bords de texture
Interpolation
glTexParameterfv(GL_TEXTURE_2D,
GL_TEXTURE_BORDER_COLOR, R,G,B,A)
OpenGL utilise l’interpolation bilineaire pour
trouver des texels entiers à partir des
coordonnées de texture spécifiées
Distortions possible
texture étirée
t
bonne sélection
des coord de tex
sur un trapèze
montrant les effets de
interpolation bilinéaire
mauvaise sélection
des coord de tex
s
texture
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105
Paramétrage : post-filtrage
22/09/16
106
Filtrage : Agrandissement et Réduction
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,
GL_TEXTURE_MIN_FILTER, type)
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,
GL_TEXTURE_MAG_FILTER, type)
•  Pour la réduction :
Après transformations les texels correspondent rarement
avec les pixels.
•  GL_NEAREST : point le plus proche dans la texture
•  GL_LINEAR : interpole entre les 4 points les plus proches
•  GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR : interpolation des 4 points les
plus proches du mipmap le plus proche
•  GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR : interpolation des 4 points les plus
proches dans l’interpolation des deux mipmaps les plus proches
•  Pour l’agrandissement : GL_NEAREST ou GL_LINEAR
Texture
Ecran
Texture
Agrandissement
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107
Agrandissement et Réduction
Un pixel couvert par plus d'un texel (réduction) ou
Un texel couvre plus d'un pixel (agrandissement)
Echantillonage de point (le texel le plus proche) ou filtrage
linéaire
(filtre 2 x 2) pour obtenir les valeurs de la texture
22/09/16
Ecran
Réduction
108
Filtrage : Agrandissement et Réduction
Quelles valeurs de texel choisir pour le pixel?
Interpoler ou moyenner les données?
Æ Filtres OpenGL pour effectuer ces calculs.
Fixer les méthodes de filtrage
(agrandissement et réduction ) avec :
glTexParameter*()
Texture
Polygon
Agrandissement
Texture
Polygon
Réduction
18
22/09/16
22/09/16
109
Mode de filtrage
22/09/16
110
Filtrage
Modes déterminés par
glTexParameter{if}[v](target, pname, param)
glTexParameteri( target, type, mode )
target = GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_1D
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER,
GL_NEAREST);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER,
GL_LINEAR);
Paramètres
Valeurs
GL_TEXTURE_WRAP_S
GL_CLAMP, GL_REPEAT
GL_TEXTURE_WRAP_T
GL_CLAMP, GL_REPEAT
GL_TEXTURE_MAG_FILTER
GL_NEAREST, GL_LINEAR
GL_TEXTURE_MIN_FILTER
GL_NEAREST, GL_LINEAR
GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST
GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR
GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST
GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR
Le filtrage linéaire nécessite une bordure d’un texel
supplémentaire pour filtrer aux bords (border = 1)
GL_TEXTURE_BORDER_COLOR 4 valeurs entre 0 et 1
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111
Filtrage
22/09/16
112
Filtrage
GL_NEAREST
choisit le texel le plus proche du centre du pixel
Quatre choix de filtres sont possibles avec réduction.
Pour un plan mipmap donné on peut choisir :
GL_LINEAR
fait une moyenne des 4 texels les plus proches.
GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST
GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR
Lorsque les coordonnées texels sont proches de la bordure
de la texture, le résultat dépend de GL_REPEAT ou de
GL_CLAMP
Pour choisir les 2 meilleurs plans utiliser :
GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST
GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR
22/09/16
Modulation et mélange
Textures utilisées comme couleur des surfaces
Textures pour moduler les couleurs des objets ou pour
mélanger la texture avec la couleur des objets.
Trois types de fonctions selon les arguments de
glTexEnv*()
113
22/09/16
114
Paramétrage : combinaison avec le
fragment
•  glTexEnv permet de contrôler la façon dont la texture est
appliquée sur le fragment
glTexEnv (GL_TEXTURE_ENV,
GL_TEXTURE_ENV_MODE, mode) ;
•  Les modes les plus utilisés sont
•  GL_MODULATE : multiplie la couleur du fragment par celle du
texel
•  GL_BLEND : mélange la couleur du fragment et celle du texel
•  GL_REPLACE : remplace le fragment par le texel
•  Il existe aussi un mode GL_DECAL similaire à
GL_REPLACE pour RGB
19
22/09/16
22/09/16
115
Paramétrage : correction de la
perspective
22/09/16
116
Modulation et mélange
•  Deux modes d’interpolation
•  linéaire
•  utilisant les informations de profondeur/perspective (lent)
glTexEnv{if}[v](target, pname, param)
•  Choix du mode par
glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, hint) ;
où hint est GL_DONT_CARE, GL_NICEST ou
GL_FASTEST
target = GL_TEXTURE_ENV
si pname = GL_TEXTURE_ENV_MODE
param = GL_DECAL, GL_MODULATE, GL_BLEND
indique comment la texture est combinée avec la couleur
de l’objet
si pname = GL_TEXTURE_ENV_COLOR
param est un vecteur RGBA. Ces valeurs sont utilisées si
la fonction de texture GL_BLEND a été spécifiée
22/09/16
117
Pile de matrices texture
22/09/16
118
Objet de Texture
Comme pour les objets, on peut appliquer des matrices de
transformations sur les textures.
•  OpenGL 1.1 et plus.
Ne pas oublier de se mettre dans le mode correspondant
•  Etapes des objets de texture
•  Générer des noms de texture
•  Lier les objets de texture aux données de texture
•  Fixer les propriétés pour chaque objet de texture
•  Pour le rendu, rappeler les objets de texture
•  Passer plus rapidement d’une texture à l’autre
•  TexImage(…) 1 fois /texture
Exemple :
glMatrixMode(GL_TEXTURE);
glTranslatef(.......);
............
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
22/09/16
119
22/09/16
Cible et objet de texture
Générer un identifiant de texture
•  Cible de texture = type de texture : 1D, 2D, 3D …
•  Générer des noms de texture
•  Objets de texture pour utiliser plusieurs textures
120
glGenTextures( n, *texIds );
•  n = nombre de noms de textures à générer
•  texIds = tableau d’entiers identifiant les textures
•  Exemple
unsigned int texIds[5];
glGenTextures(5, texIds)
20
22/09/16
22/09/16
121
22/09/16
122
Lier des Textures
Objet de Texture
•  Lier les textures avec
GLuint texObject[2];
// objet texture
glGenTextures(2, texObject);
// génère un nouvel objet de texture
glBindTexture( target, id );
•  attribuer une id de texture à un type de texture
•  3 sortes de textures
•  GL_TEXTURE_1D
// LierTexture 1
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texObject[0]);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, 256, 256, 0, GL_RGBA,
GL_UNSIGNED_BYTE, image1);
glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_DECAL);
// Lier Texture 2
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, 256, 256, 0, GL_RGBA,
GL_UNSIGNED_BYTE, image2);
glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_BLEND);
•  Exemple
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texIds[0]);
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123
22/09/16
124
Génération automatique des
Coordonnées de Texture
Objet de Texture
// Une sphère avec texture 1:
glutSolidSphere(1.0, 16, 16);
•  OpenGL peut générer les coordonnées de
texture automatiquement
glTexGen{ifd}[v]()
// une théière avec texture 2:
glutSolidTeapot(1.0);
…
•  spécifier un plan
•  génère des coordonnées de texture en fonction de la
distance au plan
•  modes de génération
•  GL_OBJECT_LINEAR
•  GL_EYE_LINEAR
•  GL_SPHERE_MAP (utilisé pour les cartes
environnementales)
22/09/16
125
Génération automatiquedes
•  glTexGen{ifd}(coord, pname, param)
coord : GL_S, GL_T, GL_R or GL_Q
pname : GL_TEXTURE_GEN_MODE
param : GL_OBJECT_LINEAR, GL_EYE_LINEAR ou
GL_SPHERE_MAP
pname : GL_OBJECT_PLANE ou GL_EYE_PLANE,
param : p1, p2, p3, p4 (param de génération de texture)
22/09/16
126
Automatic Texture-Coordinate
Generation
1/4
•  void glTexGen{ifd}[v](GLenum coord, GLenum pname,
TYPEparam);
•  coord can be GL_S, GL_T, GL_R, GL_Q
pname
param
GL_TEXTURE_GEN_MODE
GL_OBJECT_LINEAR,
GL_GL_EYE_LINEAR,
GL_SPHERE_MAP
Plane coefficient array
Plane coefficient array
GL_OBJECT_PLANE
GL_EYE_PLANE
21
22/09/16
22/09/16
127
22/09/16
128
•  Tableau de coefficient du plan
•  Environnement Map
•  Appliquer le code suivant
glTexGeni(GL_S, GL_TEXTURE_GEN_MODE,
GL_SPHERE_MAP);
glTexGeni(GL_T, GL_TEXTURE_GEN_MODE,
GL_SPHERE_MAP);
glEnable(GL_TEXTURE_GEN_S);
glEnable(GL_TEXTURE_GEN_T);
•  Plan généré = p1X + p2Y + p3Z + p4W
•  p1, p2, p3, p4 : composants du tableau.
•  GL_TEXTURE_GEN_MODE
•  (a) GL_OBJECT_LINEAR avec plan x = 0
•  (b) GL_OBJECT_LINEAR avec plan x+y+z = 0
•  (c) GL_EYE_LINEAR avec plan x = 0
•  La constante GL_SPHERE_MAP crée les coordonnées de texture pour
l’environnement mapping
22/09/16
129
Sphere Map
22/09/16
130
Placage de texture 2D avec OpenGL
Object with Environment Map
•  spécifier les données de la texture
•  lire les données ou les générer
•  associer les données à un objet de texture
•  spécifier les paramètres du placage
•  correction de la perspective
•  comportement au niveau des bords
•  post-filtrage
•  combinaison avec le fragment
•  dessiner la (les) primitive(s)
•  activer la texture
•  associer des coordonnées de textures à chaque vertex
(manuellement ou automatiquement)
Ne fonctionne qu’en RGBA
22/09/16
131
Tutorial: Texture
22

CM4 - Serveur pédagogique UFR Sciences et Techniques

Transcription

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