C A R LV O N

O S S I E T Z K Y

Texture-Mapping

Johannes Diemke

Ubung im Modul OpenGL mit JavaWintersemester 2010/2011

Texture-Mapping

Grundlagen

Graphische Primitiven werden mit Bildern versehen

Eingefuhrt von Dr. Edwin Catmull (1974)

Texture-Mapping ermoglicht nahezu realistische Szenen

I Reflection-MappingI Bump-MappingI . . .

Graphikkarte wird entlastet

I Keine komplexe Geometrie notwendigI Details werden in Texturen verlagertI Darstellung komplizierter Oberflachen durch Bilder

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Texture-Mapping

Teekanne mit Texturen

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Texture-Mapping

Reflection-Mapping in Terminator 2 (1991)

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Texture-Mapping

Texturen in OpenGLMussten fruher POT (Power-Of-Two) sein

I Breite und Hohe sind 2er-PotenzenI Moderne Hardware kann mit NPOT (Non-Power-Of-Two) Texturen

umgehen

Herkunft der Texturdaten

I Bild vom SekundarspeicherI Prozedural im Primarspeicher

Mussen uber spezielle OpenGL-Befehle der Graphikkarte ubergebenwerden

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Texture-Mapping

Einschub: Textur-ZustandUmfasst fur das Texture-Mapping relevante Eigenschaften

I TexturI FilterI Wrap-Mode

Textur-Objekte

Textur-Zustand kann an Textur-Objekte gebunden werden

Ermoglicht schnelles Wechseln zwischen Textur-Objekten und denan ihnen gebundenen Eigenschaften

Werden durch einen Integer identifziert

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Texture-Mapping

Textur-Objekte (Forts.)

Erzeugen eines Textur-Objektes

private int genTexture(GL2 gl) {

final int[] tmp = new int[1];

gl.glGenTextures(1, tmp, 0);

return tmp[0];

}

Binden eines Textur-Objektes uber seine ID

gl.glBindTexture(GL2.GL_TEXTURE_2D, textureId);

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Texture-Mapping

Textur-Objekte (Forts.)

Erzeugen, Binden und Konfigurieren des Textur-Zustandes

int textureId = genTexture(gl);

gl.glBindTexture(GL2.GL_TEXTURE_2D, textureId);

// texture filter

gl.glTexParameteri(GL2.GL_TEXTURE_2D, GL2.GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL2.GL_LINEAR);

gl.glTexParameteri(GL2.GL_TEXTURE_2D, GL2.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL2.GL_LINEAR);

// texture wrap mode

gl.glTexParameteri(GL2.GL_TEXTURE_2D, GL2.GL_TEXTURE_WRAP_S,

GL2.GL_CLAMP_TO_EDGE);

gl.glTexParameteri(GL2.GL_TEXTURE_2D, GL2.GL_TEXTURE_WRAP_T,

GL2.GL_CLAMP_TO_EDGE);

// set image data

gl.glTexImage2D(GL2.GL_TEXTURE_2D, 0, GL2.GL_RGBA, width, height, 0,

GL2.GL_RGBA, GL2.GL_UNSIGNED_BYTE, buffer);

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Texture-Mapping

Verwenden von Textur-Objekten

Texture-Mapping muss zunachst eingeschaltet werden

Identifikation von Textur-Objekten geschieht uber die ID

gl.glEnable(GL2.GL_TEXTURE_2D);

gl.glBindTexture(GL2.GL_TEXTURE_2D, textureId);

gl.glBegin(GL2.GL_QUADS);

gl.glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); gl.glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f);

gl.glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); gl.glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f);

gl.glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); gl.glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f);

gl.glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); gl.glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f);

gl.glEnd();

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Texture-Mapping

Abbilden von Texturen auf Geometrie

Bei eingeschaltetem Texture-Mapping wendet OpenGL die aktuelleTextur auf jedes Primitiv an

Texturkoordinaten spezifizieren wie die Textur auf die Geometrieabgebildet wird

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Texture-Mapping

Wo kommen die Bilddaten her?

Einlesen uber die Klasse ImageIO

FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(new File(filename));

BufferedImage bufferedImage = ImageIO.read(fileInputStream);

width = bufferedImage.getWidth();

height = bufferedImage.getHeight();

// store pixels in TYPE_INT_ARGB format in packedPixels array

int[] packedPixels = new int[width * height];

bufferedImage.getRGB(0, 0, width, height, packedPixels, 0, width);

// OpenGL expects textures to be flipped upside down

temp = new int[width * height];

for(int x=0; x

Texture-Mapping

Wo kommen die Bilddaten her? (Forts.)

OpenGL benotigt die Bilddaten in Form eines Buffer-Objektes

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(temp.length * 4);

buffer.order(ByteOrder.nativeOrder());

// convert the image data to the specified format

buffer.put(convertToRGBA(temp));

buffer.rewind();

// load the image data into a texture

gl.glTexImage2D(GL.GL_TEXTURE_2D, 0, GL.GL_RGBA, width, height, 0, GL.GL_RGBA,

GL.GL_UNSIGNED_BYTE, buffer);

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Texture-Mapping

Texture-Mapping in JOGL 2.0

JOGL 2.0 bietet Hilfsklassen zum Laden von Texturen

Vereinfacht das Texture-Mapping extrem

texture = TextureIO.newTexture (new File ("deathstar.png"), false);

texture.setTexParameteri(GL2.GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL2.GL_LINEAR);

texture.setTexParameteri(GL2.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL2.GL_LINEAR);

texture.setTexParameterf(GL2.GL_TEXTURE_WRAP_S, GL2.GL_CLAMP_TO_EDGE);

texture.setTexParameterf(GL2.GL_TEXTURE_WRAP_T, GL2.GL_CLAMP_TO_EDGE);

texture.setTexParameteri(GL2.GL_GENERATE_MIPMAP, GL2.GL_TRUE);

texture.bind();

deathstar.draw();

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Secondary-Color

Problem

Texture-Mapping fuhrt bei beleuchteter Geometrie zu ungewolltenEffektenTexture-Environment ist i. A. auf GL MODULATE gesetzt

I Beleuchtete Geometrie wird mit der Texture-Map kombiniertI Reduziert die Sichtbarkeit der Specular-Highlights

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Secondary-Color

LosungDie spiegelnde Komponente beim Shading addieren

I Wird Secondary-Specular-Color genanntI Kann automatisch von OpenGL durchgefuhrt werden

gl.glLightModeli(GL.GL_LIGHT_MODEL_COLOR_CONTROL,GL.GL_SEPARATE_SPECULAR_COLOR);

gl.glLightModeli(GL.GL_LIGHT_MODEL_COLOR_CONTROL,GL.GL_SINGLE_COLOR);

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Texture-Mapping

Bei Problemen helfen die folgenden Fragen

Sind fur jeden Vertex die Texturkoordinaten gesetzt?

Ist die Dimension der Textur korrekt?

Wurde die Datei gefunden?

Sind die Filter richtig gesetzt?

Ist das Textur-Mapping eingeschaltet?

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Literatur

Dave ShreinerOpenGL Programming Guidehttp://www.opengl-redbook.com/

Richard S. Wright, Benjamin Lipchak und Nicholas HaemelOpenGL SuperBibelhttp://www.starstonesoftware.com/OpenGL/

Randi J. RostOpenGL Shading Languagehttp://www.3dshaders.com/

Tomas Akenine-Moller, Eric Haines und Naty HoffmanReal-Time Renderinghttp://www.realtimerendering.com/

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http://www.opengl-redbook.com/http://www.starstonesoftware.com/OpenGL/http://www.3dshaders.com/http://www.realtimerendering.com/

Literatur

Edward AngelInteractive Computer Graphicshttp://www.cs.unm.edu/angel/

Gerald Farin und Dianne HansfordPractical Linear Algebrahttp://www.farinhansford.com/books/pla/

Fletcher Dunn und Ian Parberry3D Math Primer for Graphics and Game Developmentwww.gamemath.com/

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http://www.cs.unm.edu/~angel/http://www.farinhansford.com/books/pla/