【图形学】计算机图形学知识点提纲5

【图形学】计算机图形学知识点提纲5

• 关于教材中对"基本概念"这一节的内容安排, 我们将重点讲解以下内容:
  • 在计算机图形学中, 主要讨论了不同类型的二维图像.
  • 纹理映射过程中涉及两个关键问题值得深入探讨.
  • 在图形学中, 纹理坐标的函数定义与其实现机制是两个重要的研究方向.
  • 纹理空间是指用来描述物体表面特征的空间模型.
  • 在图形学中, 讨论了多种不同的 texture coordinate 计算方法.
  • 在计算机图形学领域, 我们将重点分析采样失真现象的原因以及解决方法.
  • 掌握Mipmap技术的工作原理对于优化渲染性能至关重要.
    在 OpenGL 中, 进行光照效果渲染通常会经历多个图形着色器的工作流程.

1.纹理映射的基本概念

• 纹理映射仅仅调整表面外观而不影响其几何结构
• 通过图像建模来表现表面外观
  • 必须建立图像与表面之间的映射关系
  • 所使用的图像称为：纹理图/纹理图像/纹理

2.纹理图类型

• 二维图像：外部图像
• 过程式纹理：代码生成

3.纹理映射中的两大关键问题是

• 构建纹理坐标函数：通过计算物体表面与纹理图像之间的对应关系来实现功能。
• 处理反走样问题：通过缓减因图像采样的不足而导致的视觉模糊，并采用反走样技术来提升图像质量。

4.纹理坐标函数的定义及其功能

T被称为纹理空间, 通常被定义为空间部分, 其常用于表示为单位正方形。

(u,v)∈[0,1]^2

5.什么是纹理空间

6.纹理坐标有哪几种计算方式

• 几何计算方式：表面空间点（适用于简单形状的初步设计阶段，并且可以在后续阶段手动微调）

  • 平面投影的方法包括平行投影和透视投影两种类型（适用于表面平整的物体，并且能够方便地确定一致的投影视图方向；然而映射关系并不一定保证是一一对应的）
  • 球面坐标系采用径向投影方法（适用于接近球体形状的表面，并且能够在球体表面上实现精确对应）
  • 柱状表面通常采用柱面坐标系进行处理

• 顶点插值方式：将三角形网格与顶点插值方法相结合

  • 在三角形网格中为每个顶点指定纹理参数设置（为三角形网格中的每个顶点定义纹理坐标的设定过程）
  • 通过重心坐标插值法实现三角形内部区域的空间定位
    • 纹理映射的效果主要取决于每个顶点所赋予的纹理参数设置
    • 当纹理映射后的三角形面积与其在物体空间中的对应区域保持一定的比例关系时，则该纹理映射方案具有较好的面积一致性
    • 当映射后的纹理三角形与原物体空间中的几何形状保持高度相似时，则该纹理映射方案能够有效避免明显的变形扭曲

7.什么是走样问题？纹理映射中的走样问题主要有那两类？

• 定义：离散量（即像素）作为表示连续量（如图形）的一种手段而导致失真现象。
• 类别：
• 在图像空间中一个像素对应纹理空间中多个像素的情况
• 在图像空间中多个像素对应于纹理空间中的一个像素的情况

8.掌握Mipmap技术的基本计算原理

在图像空间中的每个像素对应于纹理空间中的多个像素，在此对应关系下计算并平均这些多像素所携带的信息特征值，并将此结果应用于原始纹理图以实现滤波效果

9.OpenGL中的纹理映射主要步骤

• 获取纹理图像
• 获得 textures 资源
• 纺织 textures 资源
• 将 textures 图像导入
• 配置 textures 参数
• 指定 textures 坐标
• 配置 textures 环境