使用紋理坐標(biāo)生成技術(shù)的高級(jí)紋理

1、5.55.55.5使用使用使用紋紋理坐理坐理坐標(biāo)標(biāo)生成技生成技生成技術(shù)術(shù)的高的高的高級(jí)紋級(jí)紋級(jí)紋理理RyanWoodl今的圖形處理器可以處理越來(lái)越多的多邊形，人們也開始將注意力轉(zhuǎn)向使用此能力來(lái)創(chuàng)建并行紋理效果。很多處理器都具備了額外的多紋理能力，人們開始思索如何有效地使用這些特性。當(dāng)然，手工繪制紋理是我們最為熟知的，但我們很快發(fā)現(xiàn)，在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行紋理映射可以產(chǎn)生一些有趣的效果。開發(fā)者開始使用紋理坐標(biāo)生成（texturecodinatege

2、neration）技術(shù)執(zhí)行動(dòng)畫、光照、反射、折射以及凹凸貼圖等等。本文討論了幾個(gè)最常見的紋理坐標(biāo)生成技術(shù)。通過(guò)矩陣來(lái)變換數(shù)據(jù)（位置、法線、紋理坐標(biāo)），是大多數(shù)人最樂(lè)意使用紋理坐標(biāo)生成方法的地方。這種方法很容易被采用，因?yàn)榇蠖鄶?shù)3D程序員都對(duì)矩陣變換很熟，而且矩陣變換也常常可由硬件加速。本文講述的技術(shù)都是可以用矩陣運(yùn)算執(zhí)行的。5.5.1簡(jiǎn)單紋理坐標(biāo)動(dòng)畫游戲常使用簡(jiǎn)單的紋理坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)或平移來(lái)模擬一些簡(jiǎn)單效果，如反射，或呈現(xiàn)水或一些運(yùn)動(dòng)介質(zhì)。其

3、思想就是：一個(gè)紋理坐標(biāo)可以被簡(jiǎn)單地看作一個(gè)2D點(diǎn)。程序員習(xí)慣用矩陣來(lái)進(jìn)行點(diǎn)變換，因而很容易理解，可以將紋理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成33矩陣來(lái)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、平移或縮放。就像幾何體一樣，必須將同質(zhì)的坐標(biāo)加到s、t對(duì)才能進(jìn)行轉(zhuǎn)換。因而，坐標(biāo)生成方法如下：(st1)3x3mtx=st圖5.5.1中的演示圖是使用旋轉(zhuǎn)和縮放生成的。第一幅圖是未經(jīng)變換的紋理；第二幅是紋理坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)45的效果；第三幅是紋理坐標(biāo)平移0.5的效果。5.5.2紋理投影紋理投影（texturep

4、rojection）對(duì)生成很多效果都很有用。它最常用于模擬如聚光燈或陰影的燈光效果。紋理投影的結(jié)果很直接：紋理從空間中的某個(gè)點(diǎn)投影到一些幾何體上。例如，可以在場(chǎng)景中某點(diǎn)定義一個(gè)聚光燈，投影一個(gè)紋理（如圓形光）在幾何體上，產(chǎn)生了聚光燈的照明效果。當(dāng)5.5使用紋理坐標(biāo)生成技術(shù)的高級(jí)紋理461圖5.5.2是使用紋理投影生成的。它展示了光的截面體，在球體上投影出了高光的圓。以這種方式投影幾何體，會(huì)產(chǎn)生一些意外的結(jié)果。首先，紋理坐標(biāo)通常都是以平鋪

5、的方式使用的，這意味著范圍是0~1的坐標(biāo)與范圍是?1~0的坐標(biāo)之間沒(méi)有區(qū)別。然而投影在幾何體上的紋理則常常有限定范圍，在該紋理邊緣之外的應(yīng)該為坐標(biāo)小于0或大于1的任意紋理。因此，紋理邊緣應(yīng)該進(jìn)行上色，以使得選擇的紋理結(jié)合模式能夠產(chǎn)生正確的效果。圖5.5.2紋理投影示例第二個(gè)問(wèn)題更復(fù)雜，我把它叫做“照透（shinethrough）”。例如，當(dāng)我們投影紋理在球上時(shí)，球?qū)χ獾恼?、背兩個(gè)面都出現(xiàn)紋理。這是因?yàn)榍蛘婧捅趁嫔系捻旤c(diǎn)都投影在正確的