天行健 君子当自强而不息

高级纹理映射技术

高级纹理映射技术(11)      摘要: 要渲染看起来真实的场景,最好是使用高分辨率而且颜色丰富的纹理,但这样的纹理可能会耗费大量的内存,例如,一张每像素16位颜色的256 x 256纹理将使用128KB的内存。如果在该纹理中使用多级渐进纹理,还需要额外的43KB内存。一个使用50张这种纹理的场景将需要8MB的内存,如果需要更强的真实性,可以使用每像素32位颜色的512 x 512纹理,但那就需要8倍的内存。

为了减少纹理消耗的系统带宽和内存空间,Direct3D支持纹理压缩和实时解压,即DXT纹理压缩。压缩后的纹理被存储在Direct3D纹理指针中,当Direct3D渲染物体时,Direct3D引擎自动对纹理进行解压。应用DXT压缩纹理不仅可以节省内存空间,而且能有效地降低纹理传输带宽,提高图形系统的整体性能。  
 
高级纹理映射技术(10)      摘要: 立体纹理(volume texture)是一组应用到二维图元(如一个三角形或一条直线)的三维纹理元素的集合,可以使用立体纹理实现一些特殊效果,如迷雾、爆炸等。当对一个图元使用立体纹理时,它的每个顶点都需要一组三元纹理坐标。当绘制该图元时,它中间的每个像素都将用立体纹理中的一些纹理元素的颜色值进行填充,这与二维纹理映射的情况相似。

立体纹理以薄片为单元组织起来,可以把它想象成将(宽 x 高)的二维表面转换成(宽 x 高 x 深)的三维立体,每个薄片是单独的一行,立体纹理可以有一系列级别,每一级都较上一级缩小一倍。 
 
高级纹理映射技术(9)      摘要: 凹凸纹理映射是一种纹理混合方法,它可以创建三维物体复杂的纹理外观表面。普通的纹理映射只能模拟比较平滑的三维物体表面,难以显示表面高低起伏、凹凸不平的效果。凹凸纹理映射能够通过一张表示物体表面凹凸程度的高度图(称为凹凸纹理),对另一张表示物体表面环境映射的纹理图的纹理坐标进行相应的干扰,经过干扰的纹理坐标将应用于环境映射,从而产生凹凸不平的显示效果。凹凸纹理映射通常由三张纹理映射图组成,第一张纹理图表示物体表面原始纹理颜色,第二张凹凸纹理图表示物体表面凹凸的高度起伏值,用来对下一张环境纹理图坐标进行干扰,第三张纹理图表示周围镜面反射或漫反射光照的环境光照映射图。  
 
高级纹理映射技术(8)      摘要: 三维场景中的物体不仅受光照影响,而且受周围环境的影响,可以映射出周围环境的图像,环境映射就是模拟物体光滑表面映射周围环境的一种技术。实际上,就是将一幅包含物体周围环境场景的纹理贴到物体表面上,这样就可以在一定程度上模拟出物体对周围环境的映射,而无须使用像光线跟踪算法这种复杂的计算技术。   
 
高级纹理映射技术(7)      摘要: Direct3D提供了对生成的纹理坐标进行坐标变换的功能,与顶点坐标变换相类似,可以指定一个4x4的纹理坐标变换矩阵,把它与生成的纹理坐标相乘,然后将变换之后的纹理坐标输出至Direct3D渲染流水线。使用纹理坐标变换可以对纹理坐标进行诸如平移、旋转和缩放等三维变换。纹理坐标变换对于生成一些特殊效果是非常有用的,它不用直接修改顶点的纹理坐标。例如可以通过一个简单的平移矩阵对纹理坐标进行变换,从而使物体表面上的纹理不断变换位置,产生动画效果。纹理坐标自动生成在三维图形程序中最广泛的应用是环境映射。  
 
高级纹理映射技术(6)      摘要: 在Direct3D程序中,不仅可以在模型载入阶段或渲染阶段指定物体的纹理坐标,还可以通过Direct3D渲染引擎自动生成纹理坐标,用于诸如环境映射等特殊的视觉效果。与手动设置纹理坐标相比,纹理坐标自动生成在Direct3D坐标变换和光照流水线中完成,执行速度更快。

Direct3D系统可以使用经过变换的摄像机空间顶点位置坐标、法线信息来生成纹理坐标。如果使用纹理坐标自动生成,那么在顶点中就可以不用包含纹理坐标数据,从而可以降低图形渲染时的数据传输量。纹理坐标自动生成主要用于产生一些特殊效果,在大多数情况下还是手工为每个顶点指定纹理坐标。  
 
高级纹理映射技术(5)      摘要: Direct3D在渲染一个场景时,它可以结合几种来源的颜色信息:顶点、当前材质、纹理贴图、先前写入渲染目标的颜色信息,然后将其中的一些颜色混合起来。同时也可以使用Alpha来指定Direct3D该以怎样的权重混合这些颜色,Alpha信息可以存储在顶点中、材质中、纹理贴图中。Alpha值为 0表示完全透明,Alpha值为1表示不透明,其余0~1之间的值表示不同程度的透明。  
 
高级纹理映射技术(4)      摘要: 发光映射(glowing mapping)与黑暗映射正好相反,它对于模拟那些具有独立于基础贴图的发光部分的物体很有用,比如模拟发光二极管、按钮、建筑物内的灯光、太空船上的灯光等。发光映射应仅影响基础贴图上的发光区域,而不影响其他部分。因此需要对发光效果做加法,而不是做乘法。

如果要模拟一块粗糙的石灰泥墙壁,可以通过细节映射(detail mapping)来实现。实现过程是:将基础贴图(也就是第一张纹理)的颜色未经修改便作为第二个纹理操作阶段中的第二个参数,然后通过 D3DTOP_ADDSIGNED将灰色的细节纹理与基础贴图相加。这个操作本质上是做了一个加法,只是使用了有符号的颜色值来代替平时使用的无符号值。在对两张纹理的像素颜色进行D3DTOP_ADDSIGNED操作时,它将参数的每个成分相加后再减去偏移量0.5,从而使有效值域变为-0.5 ~ 0.5。对一些比较旧的显卡,当其不能支持D3DTOP_ADDSIGNED操作时,可以使用D3DTOP_MODULATE2X代替 D3DTOP_ADDSIGNED操作进行模拟。  
 
高级纹理映射技术(3)      摘要: 可以通过黑暗贴图三种调制操作的切换来创建一个动画示例。

当很强的阳光照射在物体表面上时,会使它表面的颜色变得更加明亮,这可以通过将纹理与顶点的漫反射颜色相混合来模拟这种效果。当一个白色材质反射一个方向光时,反射量越多,就意味着纹理颜色在最终显示结果中所占的成分越少。因此,那些被光直接照射到表面会呈现出白色。

试想,当你站在一间伸手不见五指的房间内,无法看清周围的任何颜色。于是你打开灯光,突然之间物体的颜色便呈现了出来,就好像是被火焰点燃了一样。对于这种效果,可以通过黑暗贴图和顶点漫反射颜色的混合来模拟。  
 
高级纹理映射技术(2)      摘要: 纹理映射本质上就是从纹理中获取颜色值,然后应用到物体的表面,多层纹理映射本质上就是混合多层纹理的颜色,然后应用到物体表面。为了处理上的方便, Direct3D将颜色的RGB通道和alpha通道分别进行处理,具体的操作方法通过纹理阶段状态进行设置。

设置纹理颜色混合操作的代码大致如下:

// i表示纹理阶段序号
pd3dDevice->SetTextureStageState(i, D3DTSS_COLORARG1, arg1);
pd3dDevice->SetTextureStageState(i, D3DTSS_COLORARG2, arg2);
pd3dDevice->SetTextureStageState(i, D3DTSS_COLOROP, op);  
 
高级纹理映射技术(1)      摘要: 纹理映射在三维图形程序设计中具有非常重要的作用,三维场景中的许多特殊效果都是通过纹理映射来实现的。例如通过纹理映射模拟复杂的光照效果,物体表面对周围环境的反射效果等。

Direct3D最多支持8层纹理,也就是说,在一个三维物体的表面可以同时拥有1~8张不同的纹理贴图。Direct3D能够在一个渲染过程中把这些纹理颜色依次混合,渲染到同一个物体的表面。每一个纹理层对应0~7的索引序号,多层纹理映射能够模拟更为真实的三维世界。 

posted on 2008-05-22 18:12 lovedday 阅读(6622) 评论(5)  编辑 收藏 引用 所属分类: ■ DirectX 9 Program

评论

# re: 高级纹理映射技术 2008-08-21 23:05 fablesu

楼主的文章让我受益匪浅,时下像您这样无私的人不多了~
致敬.
另:能否留下QQ号,想跟您学习学习  回复  更多评论   

# re: 高级纹理映射技术 2008-10-21 19:42 Landy

受益匪浅
779539616  回复  更多评论   

# re: 高级纹理映射技术 2009-03-21 13:05 xk

确实太无私了,真想拜您为师!QQ:399344192  回复  更多评论   

# re: 高级纹理映射技术 2009-07-11 11:05 dxf

受教  回复  更多评论   

# re: 高级纹理映射技术[未登录] 2013-03-16 12:27 kid

好  回复  更多评论   


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