Наложение текстуры

Второй этап на стадии рендеринга состоит в наложении текстурной карты на объект. Текстура представляет собой плоскую картину, которая оборачивается вокруг трехмерного объекта, как это показано на рис.4. Текстура прикладывается к проволочной модели объекта для обеспечения реалистичной поверхности или покрытия объекта. Например, здание можно сконструировать из обычных треугольников, покрытых текстурной картой из кирпичей с проложенным между ними раствором. В результате получится изображение здания с кирпичным экстерьером. Текстуры составляются из текселей, эквивалентных пикселям дисплея. Для отображения на дисплее тексели проецируются в пиксели.

Рис.4. Текстурированная сфера

Процесс наложения текстуры находится в противоречии с точностью представления объекта в зависимости от удаленности от наблюдателя. При удалении текстура должна становиться мельче. Корректное представление текстур в пространственной перспективе обеспечиватся несколькими приемами. Для представления текстур на различном расстоянии от наблюдателя и для треугольников разного размера используется серия текстурных карт разного размера, называемая мип-мэппингом. В процессе рендеринга объекта используется та текстурная карта из мип-мэппинга, которая наиболее соответствует размерам объекта и расстоянию его до наблюдателя. Билинейная фильтрация предусматривает выбор текстурной карты из мип-мэппинга и вычисление взвешенной суммы ближайших соседних текселей для получения пикселя, который будет выведен на дисплей.

Трилинейная фильтрация имеет большую вычислительную сложность, поскольку предусматривает обработку двух ближайших текстурных карт из мип-мэппинга. Над каждой из пары текстурных карт выполняется билинейная фильтрация, а из полученной пары значений берется взвешенная сумма, которая и является результатом.

Еще одной важной особенностью является возможность коррекции перспективы при наложении текстуры. Коррекция пространственной перспективы необходима, когда объект имеет значительную протяженность и текстура на объекте должна эту протяженность отразить. Например, если кирпичное здание имеет значительную протяженность, то текстура из кирпичей должна отразить удаленность части объекта.

Закраска треугольников

Т ретий этап стадии рендеринга состоит в закраске треугольников. Для выполнения этой задачи используются три модели: плоское закрашивание и закрашивание по Гуро и по Фонгу. Модель с плоским закрашиванием заключается в равномерном однородном закрашивании каждого треугольника одним цветом (обычная заливка). В результате объект предстает как множество плоских граней (см. рис.5).

Рис.5. Сфера с плоским закрашиванием

В процедурах закрашивания по Гуро и по Фонгу цвет интерполируется относительно границ треугольника, что приводит к более реалистичной и непрерывной закраске объекта. Закрашивание по Фонгу дает более реалистичный результат, чем закрашивание по Гуро, но требует более интенсивных вычислений (см. рис.6).

Рис.6. Сфера с закрашиванием по Фонгу