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      2. 基于Android平臺的紋理映射分析與實(shí)現(xiàn)論文

        時(shí)間:2021-04-27 09:10:39 論文 我要投稿

        基于Android平臺的紋理映射分析與實(shí)現(xiàn)論文

          引言

        基于Android平臺的紋理映射分析與實(shí)現(xiàn)論文

          紋理映射的本質(zhì)是對三維物體進(jìn)行二維參數(shù)化,即先求得三維物體表而上任一點(diǎn)的二維(u,v)參數(shù)值,進(jìn)而得到該點(diǎn)的紋理值,最終生成三維圖形表而上的紋理圖案。在光滑曲而上添加紋理圖案的核心問題是映射,因此紋理問題可以簡化為從一個(gè)坐標(biāo)系到另一個(gè)坐標(biāo)系的變換?偟膩碚f,紋理映射技術(shù)是一種使建立的3D模型更接近現(xiàn)實(shí)物體的技術(shù)。

          1紋理映射基本原理

          紋理生成過程實(shí)質(zhì)上是將所定義的紋理映射為反映某種三維景物表面的屬性(與光照明模型及表面幾何有關(guān)的`各種參數(shù),如表面法向、漫/鏡面反射率等),并參與后續(xù)的光照明計(jì)算。

          二維紋理映射就是從二維紋理平面到三維物體表面的映射。一般二維紋理平面是有范圍限制的,在這個(gè)平面區(qū)域內(nèi),每點(diǎn)都可用數(shù)學(xué)函數(shù)表達(dá),從而可以離散的分離出每點(diǎn)的灰度值和顏色值,這個(gè)平面區(qū)域稱為紋理空間,一般將紋理空間的平面區(qū)域定義在[0,1]*[0,1]。紋理映射是確定物體表面一點(diǎn)P在紋理空間中的對應(yīng)點(diǎn)(u,v),從而紋理空間中的點(diǎn)(u,v)處的紋理值就是物體表面點(diǎn)P的紋理屬性。建立紋理空間與景物空間及景物空間與屏幕空間之間的映射關(guān)系:

          圖1紋理映射

          景物表面的紋理屬性主要有以下幾種:

          表面顏色,即表面的漫反射率;鏡面反射分量,即表面的鏡面反射率;透明度;表面法向,即撓動表面法向來產(chǎn)生表面的凹凸紋理;環(huán)境的漫反射和鏡面反射效果;光源強(qiáng)度和色彩分布。

          根據(jù)紋理定義域的不同,可分為而為二維和三維紋理,由于本文是基于Android平臺的,考慮到效率和資源問題,主要給出了二維紋理的模型,對三維紋理映射技術(shù)就不再討論了。

          2紋理映射的實(shí)現(xiàn)

          本節(jié)將通過在一個(gè)立方體各個(gè)面貼上圖片來介紹Android平臺下基于OpenGLES的紋理映射有關(guān)的內(nèi)容:定義紋理、控制濾波、說明映射方式、繪制場景,給出頂點(diǎn)的紋理坐標(biāo)和幾何坐標(biāo)。

          首先,我們通過Android平臺的OpenGLES庫來創(chuàng)建一個(gè)紋理,并使用圖片來生成一個(gè)紋理,過程如下:

          IntBufferintBuffer=IntBuffer.allocate(1);//創(chuàng)建紋理

          gl.glGenTextures(1,intBuffer);//設(shè)置要使用的紋理

          gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D,texture);

          函數(shù)glGenTextures(intn,intBuffertextures)用于通知OpenGL我們想生成一個(gè)紋理的名字。函數(shù)glBindTexture(inttarget,inttexture)方法用于通知OpenGL將紋理名字texture綁定到紋理目標(biāo)上。

          在Android中我們使用GLUtils中的一個(gè)靜態(tài)方法texImage2D(inttarget,intlevel,Bitmapbitmap,intborder)來生成一個(gè)紋理。過程如下:

          //生成紋理

          GLUtils.texImage2D(GL10.GL_TEXTURE_2D,0,GLImage.mBitmap,0)

          通過以上過程,我們便成功地創(chuàng)建了一個(gè)紋理。

          為了能有更好的效果,我們還需要設(shè)置在OpenGL現(xiàn)實(shí)圖像時(shí),它放大得比原始紋理大(GL_TEXTURE_MAG_FILTER)或縮小得比原始紋理。℅L_TEXTURE_MIN_FILTER)時(shí)OpenGL所采用的濾波方式。以下過程是我們設(shè)置的線性濾波://設(shè)置線性濾波

          Gl.glTexParameterx(GL10.GL_TEXTURE_2D,GL10.GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL10.GL_LINEAR);

          在android中可以使用glBindTexture(inttarget,inttexture)方法來綁定紋理。以下過程綁定了上面創(chuàng)建的紋理:Gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);//綁定紋理

          紋理需要使用glEnableClientState()方法來開啟紋理:Gl.glEnableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);

          與之對應(yīng)的,關(guān)閉紋理過程如下:

          Gl.glDisableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);

          為了將紋理正確的映射到四邊形上,必須將紋理的右上角映射到四邊形的右上角,紋理的左上角映射到四邊形的左上角,紋理的右下角和左下角亦是如此。因?yàn),如果映射錯誤的話,圖像顯示時(shí)可能上下顛倒,側(cè)向一邊或者什么都沒有。下面是我們對立方體的每一個(gè)面所設(shè)置的紋理映射數(shù)據(jù):

          IntBuffertexCoords=IntBuffer.wrap(newint[]

          {

          One,0.,0,0,0,one,one,one,

          0,0,0,one,one,one,one,0,

          One,one,one,0,0,0,0,one

          0,one,one,one,one,0,0,0,

          0,0,0,one,one,one,one,0,

          One,0,0,0,0,one,one,one

          });

          設(shè)置好這些映射數(shù)據(jù)之后,可以通過glTexCoordPointer將紋理綁定到要繪制的物體上。過程如下:

          Gl.glTextCoordPointer(2,GL10.GL_FIXED,0,texCoords);

          最后,將其繪制到屏幕上即可。效果圖2如圖所示:

          圖2紋理映射效果

          3結(jié)束語

          本文通過對紋理映射的基本原理進(jìn)行了分析,并在Android平臺中利用OpenglES圖形庫對紋理映射技術(shù)進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。

          由于本文利用的是Android應(yīng)用層封裝后的OpenglES圖形庫,在效率上欠佳,以后的主要工作是通過AndroidNDK對OpenglES進(jìn)行原生態(tài)開發(fā),進(jìn)而提高實(shí)現(xiàn)效率。

          參考文獻(xiàn)

          [1]李增忠.紋理映射技術(shù)的研究[D].中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫,2005.

          [2](美)ShaneCo.comnder.Android移動應(yīng)用開發(fā)從入門到精通[M].北京:人民郵電出版社,2010.

          [3]楊豐盛.Android應(yīng)用開發(fā)揭秘[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.

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