Michael Schmidt computer graphics & visualization Texture Mapping Lapped Textures.

Präsentation zum Thema: "Michael Schmidt computer graphics & visualization Texture Mapping Lapped Textures."—  Präsentation transkript:

1 Michael Schmidt computer graphics & visualization Texture Mapping Lapped Textures

2 computer graphics & visualization Michael Schmidt Texture Mapping - 2D Textur übertragen auf 3D Mesh mit Hilfe von Texturkoordinaten für jedes Vertice - Vergleichbar mit dem einwickeln in Geschenkpapier

3 computer graphics & visualization Michael Schmidt Texture Mapping - Unebene Meshes sind schwer einzupacken - Problem: einheitliche Parametrisierung ist schwer zu berechnen - Idee: mehrere Parametrisierungen für kleine Stücke und diese danach zusammenfügen

4 computer graphics & visualization Michael Schmidt Was ist lapped texturing? - Produziert gute Ergebnisse auf unebenen Flächen - Erfordert allerdings Vorarbeit vom User - Entwickelt von Emil Praun, Adam Finkelstein und Hugues Hoppe

5 computer graphics & visualization Michael Schmidt Was ist lapped texturing? - Produziert gute Ergebnisse auf unebenen Flächen - Erfordert allerdings Vorarbeit vom User - Entwickelt von Emil Praun, Adam Finkelstein und Hugues Hoppe

6 computer graphics & visualization Michael Schmidt Was ist lapped texturing?

7 computer graphics & visualization Michael Schmidt Implementation 1. Textur Zurechtschneiden - Vermeidung auffälliger Ränder durch Beachtung markanter Merkmale - Unnötig für stochastische oder homogene Texturen - Vordefinierte Formen anwendbar, wie Splotch - Nach außen abnehmende Alphawerte um die Ränder unkenntlicher zu machen

8 computer graphics & visualization Michael Schmidt Implementation 2. Spezifiziere Vektorfeld - Up-Vektor T gibt Orientierung und Skalierung der Textur an - Vektorfeld kann per Hand oder auch (semi)automatisch erstellt werden - GUI vorhanden

9 computer graphics & visualization Michael Schmidt Implementation 2. Spezifiziere Vektorfeld

10 computer graphics & visualization Michael Schmidt Implementation 3. Bilden des Surface Patch - Selektierung eines willkürlichen Punktes im Mesh - Punkte in einer unebenen Umgebung oder hohen Diskontuinitäten im Vektorfeld bevorzugt, damit verzerrte Regionen später überdeckt werden können

11 computer graphics & visualization Michael Schmidt Implementation 3. Bilden des Surface Patch - S = N x T - S und T bilden eine Basis - Ф: R 3 -> R 2 projeziert diese in den Texturkoordinatenraum - Selektierter Punkt liegt im Zentrum

12 computer graphics & visualization Michael Schmidt Implementation 3. Bilden des Surface Patch - Vergrößern des Patches durch anfügen des nähesten Dreiecks - Patch muss homeomorph zu einer Disc sein - Vergrößern nur an Kanten die nicht ganz außerhalb der Textur liegen - Abbruch bei zu hoher Verzerrung

13 computer graphics & visualization Michael Schmidt Implementation 4. Optimieren von ф - T liegt auf der von A, B und C gebildeten Ebene - T = α A + β B + γ C

14 computer graphics & visualization Michael Schmidt Implementation 4. Optimieren von ф - Projektion ф linear über das Face - d T = α ф(A) + β ф(B) + γ ф(C) - t

15 computer graphics & visualization Michael Schmidt Implementation 4. Optimieren von ф - Berechnung der verbesserten Projektionsparameter mit Hilfe der Methode der kleinsten Quadrate (least squares) - - Heißt minimieren der untenstehenden Fkt mit Hilfe eines Iterativen Verfahrens(zB Levenberg- Marquardt) - Σ d s + d t - Σ ||d s || 2 + ||d t || 2

16 computer graphics & visualization Michael Schmidt Implementation Ohne Optimierung Mit Optimierung

17 computer graphics & visualization Michael Schmidt Implementation 5. 5. Auftragen der Texturen - - Surface Patches einzeln Rendern - - Ausschließen von verdeckten Faces - - Faces werden erfahrungsgemäß 2-3 mal gerendert - - Verbesserung dieses Algorithmus durch Multitexturing möglich

18 computer graphics & visualization Michael Schmidt Implementation

19 computer graphics & visualization Michael Schmidt Implementation 6. 6. Berechne Anteil der Texturierung - - Rendern in einen Offscreen Buffer - - Berechnung der anteiligen Bedeckung der einzelnen Dreiecke - - Abspeichern von einem Punkt bei nicht vollständig texturierten Faces

20 computer graphics & visualization Michael Schmidt Limits

21 computer graphics & visualization Michael Schmidt Fell in Echtzeit - - Verwendung von lapped textures - - Keine Überlappungen der Texturen - - Kein Alpha Blending am Rand - - Erstellung von Shell und Fin Texturen

22 computer graphics & visualization Michael Schmidt Shell Texturen - - Nach Lengyel Erstellung basierend auf der Geometrie von Haarsträhnen simuliert durch ein Partikelsystem

23 computer graphics & visualization Michael Schmidt Shell Texturen - - Einzelne Layer der Shell Textur werden nacheinander auf die Surface Patches gerendert - - Von innen(Haut) nach außen

24 computer graphics & visualization Michael Schmidt Fin Texturen - - Erstellung basierend auf den Haarsträhnen und einem Parameter der die Dichte bezeichnet

25 computer graphics & visualization Michael Schmidt Fin Texturen - - Auswahl eines Intervalls zufälliger Länge, aber beeinflußt von der Kantenlänge edge 1 edge 2

26 computer graphics & visualization Michael Schmidt Fin Texturen - - Anlegen der Texturen an die Silhouette des Objekts - - Erstreckt sich entlang der Normalen der Kanten - - Mit größerer Entfernung niedrigere Alpha Werte

27 computer graphics & visualization Michael Schmidt Eindrücke

28 computer graphics & visualization Michael Schmidt Eindrücke