Texture MappingTexture Mapping

Cosa è Il Textuere Mapping?Cosa è Il Textuere Mapping?

• Il texture mapping é un processo di disegno grafico in cui una Il texture mapping é un processo di disegno grafico in cui una superfice bidimensionale(2-D),chiamata Texture map, viene superfice bidimensionale(2-D),chiamata Texture map, viene “avvolta” a un oggetto tridimensionale(3-D).In questo modo “avvolta” a un oggetto tridimensionale(3-D).In questo modo l’oggetto 3-D acquisisce una superfice texture simile a quella 2-l’oggetto 3-D acquisisce una superfice texture simile a quella 2-D. Il texture mapping è quindi l’equivalente elettronico di D. Il texture mapping è quindi l’equivalente elettronico di applicare ,una carta da parato,della pittura o della vernice a un applicare ,una carta da parato,della pittura o della vernice a un oggetto reale.oggetto reale.

Ancora…Ancora…

• oltre al Texture Mapping tradizionale con immagini 2D è disponibile sia il mapping con texture oltre al Texture Mapping tradizionale con immagini 2D è disponibile sia il mapping con texture 1D (cioè immagini con altezza uguale a 1) sia con texture 3D. Le Texture 3D (immagini che 1D (cioè immagini con altezza uguale a 1) sia con texture 3D. Le Texture 3D (immagini che hanno una profondità) , ma esigono una grande quantità di memoria e sono attualmente poco hanno una profondità) , ma esigono una grande quantità di memoria e sono attualmente poco usate.usate.    

Per abilitare o disabilitare un determinato tipo di Texture Per abilitare o disabilitare un determinato tipo di Texture Mapping si utilizzano i parametri:Mapping si utilizzano i parametri:  -   - GL_TEXTURE_2DGL_TEXTURE_2D Le normali texture 2D Le normali texture 2D  -   - GL_TEXTURE_1DGL_TEXTURE_1D Le texture 1D Le texture 1D  -   - GL_TEXTURE_3DGL_TEXTURE_3D Le texture 3D Le texture 3D

Come texturizzare un Come texturizzare un oggetto:oggetto:

• Per texturizzare un oggetto dobbiamo creare una Per texturizzare un oggetto dobbiamo creare una texturetexture partendo dall'immagine che vogliamo applicare. partendo dall'immagine che vogliamo applicare.

• La texture è un tipo di dato,usato per memorizzare l’immagine stessa da applicare La texture è un tipo di dato,usato per memorizzare l’immagine stessa da applicare all’oggetto e gestito direttamente dalla libreria grafica di basso livello (OpenGL) ;perchè all’oggetto e gestito direttamente dalla libreria grafica di basso livello (OpenGL) ;perchè bisogna eseguire diverse operazioni per adattare l'immagine all'oggetto.bisogna eseguire diverse operazioni per adattare l'immagine all'oggetto.

GLuint texture[1]; // Storage For One Texture

Ancora…Ancora…• L’ immagine solitamente viene visualizzata come un rettangolo(o L’ immagine solitamente viene visualizzata come un rettangolo(o

quadrato) la cui altezza e lunghezza dipendono dal numero di pixel quadrato) la cui altezza e lunghezza dipendono dal numero di pixel impiegati, ma quando viene applicata a un poligono deve assumere la impiegati, ma quando viene applicata a un poligono deve assumere la forma e la dimensione di quest'ultimo.forma e la dimensione di quest'ultimo.

Ciò significa che se il nostro oggetto è molto grande la nostra immagine Ciò significa che se il nostro oggetto è molto grande la nostra immagine dovrà essere "tirata", se invece il nostro oggetto è piccolo o lontano dovrà essere "tirata", se invece il nostro oggetto è piccolo o lontano l'immagine sarà molto ridotta. Inoltre è necessario che durante le l'immagine sarà molto ridotta. Inoltre è necessario che durante le trasformazioni geometriche dell'oggetto (rotazioni,traslazioni etc.) trasformazioni geometriche dell'oggetto (rotazioni,traslazioni etc.) l'immagine sia sempre visualizzata in modo corretto.l'immagine sia sempre visualizzata in modo corretto.

L'altezza e la larghezza dell'immagine DEVE essere un multiplo di 2. Altezza e larghezza devono essere di almeno 64 pixels e, per motivi di compatibilità, non devono essere maggiori di 256 pixels

• Vediamo un esempio…Vediamo un esempio…

Ancora..Ancora..

s

t

(u0,v0)(u1,v1)

(u3,v3)(u2,v2)

Ancora…Ancora…Object -> Texture

Transformation

Image -> Object

Transformation

t

s(u0,v0)

(u1,v1)

(u3,v3)

(u2,v2)

(x0,y0)(x1,y1)

(x3,y3) (x2,y2)

Ancora…Ancora…

• I passi da seguire per creare una texture sono i seguenti:I passi da seguire per creare una texture sono i seguenti:

     - Generazione di un riferimento alla texture- Generazione di un riferimento alla texture   - Attivazione del riferimento   - Attivazione del riferimento   - Settaggio dei parametri caratterizzanti la texture   - Settaggio dei parametri caratterizzanti la texture

      - Creazione della Texture mediante l'immagine - Creazione della Texture mediante l'immagine 

Generazione di un Generazione di un riferimento alla textureriferimento alla texture • Si tratta di indicare ad OpenGL che vogliamo costruire una Si tratta di indicare ad OpenGL che vogliamo costruire una

texture e vogliamo riservare spazio per memorizzare una o più texture e vogliamo riservare spazio per memorizzare una o più texture che utilizzeremo successivamente.texture che utilizzeremo successivamente.Per distinguere univocamente le diverse texture per ogni Per distinguere univocamente le diverse texture per ogni riferimento creato viene restituito un numero intero.riferimento creato viene restituito un numero intero.

La funzione da utilizzare è:void glGenTextures(GLsizei n, GLuint *textureNames);

n è il numero di Texture che vogliamo creare, textureNames è l'indirizzo di un intero o di un array di

interi dove saranno memorizzati gli identificativi per ogni texture creata.

Attivazione del riferimentoAttivazione del riferimento

• Questa operazione consiste nel rendere attiva una delle Questa operazione consiste nel rendere attiva una delle texture create. texture create.

• OpenGL può lavorare su una sola texture.OpenGL può lavorare su una sola texture.

Per tale compito usiamo la funzione:void glBindTexture(GLenum target, GLuint textureName);

target è quale tipo di texture attivare, textureName è l'identificativo della texture che abbiamo

ottenuto con la chiamata a glGenTextures.

Settaggio dei parametriSettaggio dei parametri

• Questa operazione consiste nell’ impostare i parametri Questa operazione consiste nell’ impostare i parametri che andranno a influire sulla rappresentazione della che andranno a influire sulla rappresentazione della texture.texture.I parametri più importanti che si devono modificare sono i filtri e precisamente il Magnification filter e il Minification filter.

Ancora…Ancora…

• Per modificare dei parametri della texture utilizziamo la Per modificare dei parametri della texture utilizziamo la funzione:funzione:void glTexParameter{if}(GLenum target, GLenum void glTexParameter{if}(GLenum target, GLenum pname, TYPE param);pname, TYPE param);targettarget è il tipo della texture(1D, 2D, 3D), è il tipo della texture(1D, 2D, 3D),

• pnamepname è il parametro che vogliamo modificare, è il parametro che vogliamo modificare, • paramparam e' il tipo di filtro da utilizzare . e' il tipo di filtro da utilizzare .

Sono disponibili i seguenti filtri:- GL_NEAREST Utilizza la texel più vicina al pixel che deve essere texturizzato- GL_LINEAR Interpolazione lineare delle 4 texels più vicine al pixel che deve essere texturizzato

• per modificare il Magnification filter per modificare il Magnification filter pnamepname sarà uguale a sarà uguale a GL_TEXTURE_MAG_FILTERGL_TEXTURE_MAG_FILTER mentre per il Minification filter mentre per il Minification filter GL_TEXTURE_MIN_FILTER GL_TEXTURE_MIN_FILTER

Magnification filter e Minification filterMagnification filter e Minification filter

Il Magnification filter entra in azione quando la nostra texture è molto piccola e viene applicata su un oggetto molto grande, oppure quando l'oggetto è molto vicino alla vista dell'utente. Un texel rappresenta un aparte di pixel reali

Il Minification filter è invece esattamente il contrario del Il Minification filter è invece esattamente il contrario del Magnification, viene utilizzato quando la texture è più grande Magnification, viene utilizzato quando la texture è più grande dell'oggetto su cui viene incollata o quando l'oggetto è dell'oggetto su cui viene incollata o quando l'oggetto è lontano, quindi significa che una texel rappresenta più pixel lontano, quindi significa che una texel rappresenta più pixel reali.reali.

Ancora…Ancora…

• Altri settaggi importanti sono le Altri settaggi importanti sono le Texture Texture FunctionsFunctions rappresentanti il modo in cui i colori rappresentanti il modo in cui i colori delle texture influiscono sugli oggetti.delle texture influiscono sugli oggetti.

Si utilizza:void glTexEnv{if}(GLenum target, GLenum pname, TYPE param);

target deve essere uguale a GL_TEXTURE_ENV, pname sarà uguale a GL_TEXTURE_ENV_MODE

param può assumere uno dei seguenti valori:- GL_BLEND Il Colore della texture viene moltiplicato per il colore del

pixel e infine moltiplicato per una costante. - GL_DECAL Il Colore della texture sostituisce quello del colore

- GL_MODULATE Il colore della Texture viene moltiplicato per quello del pixel.

Creazione della TextureCreazione della Texture

La funzione per eseguire tale compito è:La funzione per eseguire tale compito è:void glTexImage2D(GLenum target, GLint void glTexImage2D(GLenum target, GLint internalFormat, GLsizei width, GLsizei height, GLint internalFormat, GLsizei width, GLsizei height, GLint border, GLenum  format, GLenum type, const GLvoid border, GLenum  format, GLenum type, const GLvoid *pixels);*pixels);

targettarget deve essere uguale a GL_TEXTURE_2D; deve essere uguale a GL_TEXTURE_2D;internalFormatinternalFormat descrive il formato delle Texels (GL_RGB>, descrive il formato delle Texels (GL_RGB>, GL_RGBA, ma anche GL_LUMINACE, GL_LUMINANCE_ALPHA);GL_RGBA, ma anche GL_LUMINACE, GL_LUMINANCE_ALPHA);

widthwidth e e heightheight sono la dimensione dell'immagine; sono la dimensione dell'immagine;borderborder indica se vogliamo che la texture abbia un bordo; indica se vogliamo che la texture abbia un bordo;formatformat indica il formato dati dell'immagine (GL_RGB, indica il formato dati dell'immagine (GL_RGB, GL_RGBA...)GL_RGBA...)typetype indica il tipo di dato utilizzato (GL_UNSIGNED_BYTE, indica il tipo di dato utilizzato (GL_UNSIGNED_BYTE, GL_SHORT...)GL_SHORT...)

pixelspixels (o texels) è il puntatore ai dati dell'immagine; (o texels) è il puntatore ai dati dell'immagine;

Tale operazione indica ad OpenGL quale immagine vogliamo Tale operazione indica ad OpenGL quale immagine vogliamo utilizzare per creare la nostra texture.utilizzare per creare la nostra texture.

Rappresentazione delle Rappresentazione delle TextureTexture

• Una volta creata la texture per utilizzarla dobbiamo attivarla Una volta creata la texture per utilizzarla dobbiamo attivarla e indicare le sue coordinate rispetto al poligono.e indicare le sue coordinate rispetto al poligono.

• Per attivarla chiamiamo di nuovo glBindTexture passandogli Per attivarla chiamiamo di nuovo glBindTexture passandogli l'identificativo. l'identificativo. Vengono utilizzate le coordinate (Vengono utilizzate le coordinate (ss,,tt) dove s indica il valore in ) dove s indica il valore in x e t il valore in y all'interno dell'immagine. Ad ogni vertice x e t il valore in y all'interno dell'immagine. Ad ogni vertice del poligono che vogliamo texturizzare dobbiamo associare del poligono che vogliamo texturizzare dobbiamo associare una coppia di coordinate s,t. una coppia di coordinate s,t.

• La funzione per indicare le coordinate è La funzione per indicare le coordinate è semplicemente:semplicemente:void glTexCoord2{if}(TYPE coords);void glTexCoord2{if}(TYPE coords);

Ancora…Ancora…• Per esempio in un quadrato definito dalle coordinate:Per esempio in un quadrato definito dalle coordinate:

Vertice in basso a sinistra: -1.0, -1.0;Vertice in basso a sinistra: -1.0, -1.0;Vertice in basso a destra  : 1.0, -1.0;Vertice in basso a destra  : 1.0, -1.0;Vertice in alto a destra   : 1.0, 1.0;Vertice in alto a destra   : 1.0, 1.0;Vertice in alto a sinistra : -1.0, 1.0;Vertice in alto a sinistra : -1.0, 1.0;

Le coordinate delle texture saranno:Le coordinate delle texture saranno:Vertice in basso a sinistra: 0.0, 0.0;    Vertice in basso a sinistra: 0.0, 0.0;    Vertice in basso a destra: 1.0, 0.0;Vertice in basso a destra: 1.0, 0.0;Vertice in alto a destra: 1.0, 1.0;Vertice in alto a destra: 1.0, 1.0;Vertice in alto a sinistra: 0.0, 1.0;Vertice in alto a sinistra: 0.0, 1.0;

Il codice per l'esempio del quadrato dimostra come prima del vertice devono essere specificate le coordinate texture associate.glBegin(GL_QUADS); // Disegnamo un quadrato   glTexCoord2f(0.0, 0.0); glVertex3f(-1.0, -1.0, 0.0);    glTexCoord2f(1.0, 0.0); glVertex3f(1.0, -1.0, 0.0);   glTexCoord2f(1.0, 1.0); glVertex3f(1.0, 1.0, 0.0);   glTexCoord2f(-1.0, 1.0); glVertex3f(-1.0, 1.0, 0.0);glEnd();        // Fine Disegno 

Argomenti Aggiuntivi…Argomenti Aggiuntivi…

Repeating e ClampingRepeating e Clamping

Può essere utile ripetere una determinata texture più volte all'interno dello Può essere utile ripetere una determinata texture più volte all'interno dello stesso oggetto. Prendendo l’esempio del muro di mattoni è probabile che il stesso oggetto. Prendendo l’esempio del muro di mattoni è probabile che il nostro muro sia molto grande e che la texture sia piuttosto piccola. Applicando nostro muro sia molto grande e che la texture sia piuttosto piccola. Applicando semplicemente la texture al muro questa verrà "tirata". Per evitare questo semplicemente la texture al muro questa verrà "tirata". Per evitare questo problema possiamo settare il repeating della texture e indicare coordinate problema possiamo settare il repeating della texture e indicare coordinate maggiori di 1.0.maggiori di 1.0.

Possiamo ottenere questo effetto attraverso:Possiamo ottenere questo effetto attraverso: glTexParameter(GL_enum pname,GL_enum param)glTexParameter(GL_enum pname,GL_enum param)pnamepname deve esser uguale a deve esser uguale a GL_TEXTURE_WRAP_SGL_TEXTURE_WRAP_S per la per la coordinata s e coordinata s e GL_TEXTURE_WRAP_TGL_TEXTURE_WRAP_T per la coordinata t, per la coordinata t, param può esser settato a param può esser settato a GL_REPEATGL_REPEAT. . A questo punto quando la texture verrà visualizzata con A questo punto quando la texture verrà visualizzata con coordinata finale (2.0, 2.0), vedremo che la texture è stata coordinata finale (2.0, 2.0), vedremo che la texture è stata riprodotta 4 volte.riprodotta 4 volte.Oppure a Oppure a GL_CLAMPGL_CLAMP e si riempie solamente 1/4 dell'oggetto. e si riempie solamente 1/4 dell'oggetto.

Clean UpClean Up

• Per eliminare una texture si chiama Per eliminare una texture si chiama semplicemente la funzione semplicemente la funzione

void glDeleteTextures(GLsizei n, const GLuint *textureNames);n è il numero di texture che vogliamo eliminare textureNames è l'indirizzo degli identificativi delle texture da eliminare.

MipmappingMipmapping• Per migliorare la qualità di visualizzazione delle texture quando Per migliorare la qualità di visualizzazione delle texture quando

queste si presentano più piccole dell’oggetto su cui si vogliono queste si presentano più piccole dell’oggetto su cui si vogliono applicare è possibile crearne un certo numero con la stessa applicare è possibile crearne un certo numero con la stessa immagine ma con dimensioni differenti, in questo modo a seconda immagine ma con dimensioni differenti, in questo modo a seconda della dimensione del poligono al quale deve essere applicata della dimensione del poligono al quale deve essere applicata OpenGL utilizzerà la texture più adatta.OpenGL utilizzerà la texture più adatta.

Questa operazione può essere fatta o attraverso chiamate multiple a glTexImage settando il parametro level con valori crescenti, oppure utilizzando una funzione di utilità della libreria glu:int gluBuild2DMipmaps(GLenum target, GLint components, GLint width, GLint height, GLenum format, GLenum type, void *data);target è il tipo di texture da create GL_TEXTURE_2Dcomponents corrisponde all'internal format di glTexImagewidth e height sono le dimensioni dell'immagine inizialeformat è il tipo di formato dati dell'immagine

type è il tipo di dato in cui sono contenuti i valori

Questa funzione costruirà automaticamente una serie di texture più piccole partendo da quella originale