Фильтрация текстур.

Текстурирование является одним из важных элементов придания реальности 3-d приложений, без него многие трехмерные модели теряют значительную часть своей визуальной привлекательности. Однако процесс нанесения текстур не обходится без проблем - возникновения эффекта ступенчатости структуры поверхности. Для решения проблем текстурирования применяется так называемая фильтрация текстур. Если разобраться в процессе рисования трехмерного объекта с наложенной текстурой, можно увидеть, что вычисление цвета пикселя идет как бы "наоборот", - сначала находится пиксель экрана, куда будет спроецирована некоторая точка объекта, а затем для этой точки находятся все пиксели текстуры, попадающие в нее. Выбор пикселей текстуры и их комбинация (усреднение) для получения финального цвета пикселя экрана и называется фильтрацией текстуры.

В процессе текстурирования каждому пикселю экрана ставится в соответствие координата внутри текстуры, причем эта координата не обязательно целочисленная. Пикселю соответствует некоторая область в изобр текстуры, в кот могут попадать несколько пикселей из текстуры. Наз эта область - образ пикселя в текстуре.

Для фильтрации текстур используются различные методы:

• Метод ближайшего соседа. Самый простой, в качестве цвета пикселя выбирают цвет ближайшего соответствующего пикселя текстуры. Самый быстрый, но и наименее качественный.
• Билинейная фильтрация. Находит четыре пикселя текстуры, ближайшие к текущей точке экрана и результирующий цвет определяется как результат смешения цветов этих пикселей в некоторой пропорции. Эти методы работают хорошо, когда степень уменьшения структуры невелика.

Более совершенные методы

• Mip mapping. При использовании этой технологии в памяти графического процессора с изображением обычной структуры хранится набор ее копий, причем каждая новая копия в 2 раза меньше предыдущей. При нанесении текстуры для каждого пикселя выбирают уровень mip map’а, затем значения могут усредняться.
• Анизотропная фильтрация. Здесь вместо квадратного фильтра используется вытянутый, используется вместе с mip mapping в результате чего получается хороший результат. Для создания текстур существует ряд спецэффектов.

Bump mapping. Эффект, который используется для создания впечатления шершавых или бугристых поверхностей. Основная идея – использование текстуры для управления взаимодействия света с поверхностью. В этом случае могут использоваться карта нормалей (каждый пиксель хранит вектор, перпендикулярный поверхности и закодированный в виде цвета), карта смещений (дополнительная структура в градациях серого в каждом пикселе, которая хранит смещение от оригинальной поверхности).