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第10卷第4期光学精密工程Vol.10No.4
2002年8月OpticsandPrecisionEngineeringAug.2002
1004-924X(2002)04-0354-05
自由曲面的透视纹理映射研究
梁伟文,宾鸿赞
(华中科技大学机械学院,湖北武汉430074)
摘要:从纹理映射的基本方法出发,分析传统多边形纹理映射存在的不足,提出了自由曲面的透视变换
纹理映射。首先介绍透视变换和透视纹理映射原理,并简要分析其在自由曲面纹理映射中的应用。由
于多边形纹理映射的精度问题及自由曲面表达的多样性,因此在自由曲面纹理映射中,选择双三次
Bezier面片逼近自由曲面。然后详细介绍了透视纹理映射的算法步骤:先得到纹理空间参数与对象空间
坐标之间的对应关系,通过计算对象空间坐标与屏幕空间之间关系,确定纹理空间与屏幕空间的对应关
系。最后提出了纹理走样的处理方法。该方法不仅可以应用于自由曲面纹理映射,还可有效地应用到
多面体、自由形体表面的纹理映射。
关键词:自由曲面;透视变换;纹理映射
中图分类号:TP391.4文献标识码:A
内外对于纹理映射研究已经很久,大多是对于平
1引言面纹理映射,而对于自由型曲面的透视纹理映射
研究较少,而其在建模、仿真、3D游戏开发等中得
纹理映射是计算机可视化中很重要的一种技到广泛应用。本文主要研究自由曲面透视纹理映
术,这种技术带给大家丰富的视觉感受。在3D射。
模拟、虚拟现实场景、3D游戏等开发中,纹理映射
得到广泛的应用。可以将纹理映射定义为:好比2透视纹理映射原理
在曲面上贴上一张位图。对于纹理映射可以分为
二维纹理映射和三维纹理映射。二维纹理映射又根据计算机图形学定义,透视投影的视线(投
可以分为正向纹理映射和逆向纹理映射。正向映影线)是从视点(观察点)出发,视线是不平行的。
射可以分为独立的两步进行:①从纹理空间到景原理如图1。在现实生活中,当用透视方法观察
物空间的映射,将原图像映射到3D景物的表面;时,随着视点远离对象时,对象的大小随着改变,
②从物体空间到屏幕空间的映射,将景物变换成同时表面的细节也有所变化。即透视投影使得远
目的图像。三维纹理映射主要为了克服二维纹理近的物体根据距离的不同,投影面上的投影大小
映射的邻接表面间连续过渡纹理和走样纹理。二不同,看上去更加真实。透视投影的本质就是对
维纹理映射是纹理映射中的主要部分,二维纹理象的Z值不同而得到不同投影对象。由于纹理
映射实际上是从二维纹理空间到三维景物表面的映射存在很多对象(包括曲面、多面体等),所以纹
一个映射。二维纹理是平面空间连续或离散图理映射本身是一个相当大的、复杂的研究对象。
形,其映射的实质是确定景物表面点与纹理空间当使用纹理时,必须全面考虑实际的需要,如自由
的对应位置(u,v),而(u,v)处定义纹理值或颜曲面在工程中应用很广,自由曲面的纹理映射显
色值,即描述景物表面
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