Discussion :

[pouletchu]

Bonjour,
Je développe actuellement un raytracer en C++ et je voudrais avoir des renseignements sur l'application de textures sur des objets.

Quelles sont les différentes méthodes existantes ?
Existe-t-il des sites les expliquants ?
Existe-t-il des methodes génériques ?

Merci

[vmfa-2 sven]

Bonjour,
Je développe actuellement un raytracer en C++ et je voudrais avoir des renseignements sur l'application de textures sur des objets.

Quelles sont les différentes méthodes existantes ?
Existe-t-il des sites les expliquants ?
Existe-t-il des methodes génériques ?

Merci

Salut pouletchu,

regarde ici, ça devrait t'intéresser.

http://www.massal.net/article/raytrace/page3.html

tu as deux ou trois méthodes, mais ça reste pour des formes "simples".

Courage en tout cas!!!

[pouletchu]

J'ai déja regardé ce site.
J'ai déja impléménté les textures de perlin qui me donnent de bonnes images. Mais j'aimerais bien me mettre a l'application de texture externe (fichier ppm,bmp).

Ce qui m'interresse ce sont des explications sur les différentes techniques de texture mapping. Principe de l'uv texturing, comment calculer les coordonnees uv d'un objet (Plan,sphere, cube)? existe t'il d'autres techniques ?


Merci de ta réponse

[LeGreg]

En réalité pour les UV maps, le secret c'est qu'il n'y a pas de secret. Les UV maps ont été pendant longtemps générées à la main par des artistes (et le sont toujours ?). Et ça se fait dans les outils de modelage 3D comme Maya, 3dsmax, blender, etc. Générer à la main ça veut dire, placer une coordonnée UV sur un vertex (ou déplacer un vertex sur une texture pour le mapping inverse).

Il doit y avoir quelques outils qui génèrent des UV maps automatiquement comme ZBrush et autres (Maya aussi le fait je crois, je ne suis pas spécialistes des packages 3D), mais j'ai souvent entendu dire que le résultat des générations automatiques souffraient plus ou moins de problèmes de qualité ou d'optimisation.

Après c'est vrai que pour mapper des objets simples comme la sphère, il y a des méthodes "automatiques", la plus facile à mettre en oeuvre sans gros artefacts c'est le cubic mapping que j'ai décrit dans l'article. Il y a d'autres solutions comme le mapping paraboloide, le mapping sphérique, mapping cylindrique. Le problème des deux derniers c'est la déformation qu'ils causent aux pôles. Le problème du mapping paraboloide est la plus grande complexité des maths qui génèrent la projection sur la texture par rapport au cubic mapping (même s'il est utilisé dans les jeux vidéos comme GTA IV pour limiter le nombre de passes à rendre pour les réflexions, mais c'est un autre sujet).

Dans tous les cas, la relation entre la texture que tu vas "peindre" et sa forme sur l'objet n'est pas simple, c'est là que des outils comme ZBrush ou équivalents sont utiles. En réalité la première source de textures est Photoshop (ou gimp), parce que tu peux tout de même superposer le UV mapping inverse sur la texture et voir la relation entre ce que tu peins et sa position sur l'objet (et corriger par itération). Mais pour les objets et meshes hyper détaillés qui demandent une grande précision et souvent des détails géométriques additionnels (normal, displacement map) ZBrush est devenu une des normes de l'industrie (du jeu vidéo notamment).

Bref vaste sujet.

Mais bon le truc à retenir c'est :
ne te focalise pas sur la génération automatique sauf peut-être sur les objets super simples comme sphère, cubes etc. Et pour les objets plus complexes, crée un format de fichier qui te permet d'associer un jeu de coordonnées (s,t,r,q, etc..) à un sommet. Ensuite une fois que tu as cette association (soit que tu entres manuellement, soit que tu crées dans un outil externe), tu fais l'intersection de ton rayon avec ton polygone (le plus facilement avec un triangle..) et tu fais l'interpolation linéaire sur ton triangle (ou plus complexe si tu as d'autres formes d'interpolation dans ton outil de génération.. ce qui est généralement assez rare sauf pour les cas de texture projective ou autres formes générées, comme le mapping cubique, cylindrique, sphérique etc.) pour retrouver le jeu de coordonnées du point courant.

Après il y aura des complications pour le filtrage (mip mapping, anisotropic filtering). Les cartes 3D par exemple traitent tous leurs pixels comme une grappe de pixels (appelés QUAD) pour générer des dérivés de coordonnées de texture, qui leur permettent d'approcher l'empreinte du pixel sur la texture.. Certains raytracer envoient des faisceaux (beams) plutot que des simples rayons mais peuvent aussi utiliser la méthode des quads (jusqu'à la première divergence).

Vaste sujet également qu'on ne va pas traiter dans un post de forum..

[pouletchu]

Merci de ta réponse qui est complète mais j'ai un peu de mal a saisir l'association des coordonnées a un sommet du triangle ainsi que le role de l'interpolation linéaire sur le triangle peux tu m'en dire plus et me donner un exemple ? Connais tu de bon site qui détailles les méthodes que tu as décrites précédemment ? (Le but n'est pas forcément de les implémenter mais d'élargir mes connaissances).

Pour l'instant je compte me limiter a des objets simples( sphere, plan, cube) quelle méthode me conseilles tu ? Le mapping que tu as décrit dans ton site peut servir pour un cube, une sphère mais pour un plan ?

Merci

[vmfa-2 sven]

Je ne sais pas si tu as déjà regardé, mais je et conseil de jeter un coup d'œil à Openrt. J'ai télécharger l'api et le sdk est assez bien fait. Et justement, ils y expliquent l'application de texture à partir de format bmp.

openrt.de

[plegat]

Merci de ta réponse qui est complète mais j'ai un peu de mal a saisir l'association des coordonnées a un sommet du triangle ainsi que le role de l'interpolation linéaire sur le triangle peux tu m'en dire plus et me donner un exemple ?

Chaque sommet de ton triangle (en 3D) va être associé à un point sur la texture (en 2D), ce qui va permettre de faire le lien entre les coordonnées 3D de ton modèle volumique (ou au moins spatial) et les coordonnées 2D de la texture à appliquer dessus. En gros, ton triangle dans l'espace va être transformé et plaqué sur ton image de la texture (il y a donc une transformation à définir pour passer de l'un à l'autre, pour les sommets, mais également pour tous les points à l'intérieur du triangle)

Quelques petites images pour illustrer (sortie de Blender). Sur l'image suivante, tu as le modèle en 3D à gauche, et à droite la projection des éléments (des quads ici) sur la future image de texture. Cette projection sert uniquement de repère pour faire de la peinture au bon endroit ensuite sous Gimp (ou similaire).



Ensuite, on peint l'image de la texture pour lui donner les vraies couleurs à appliquer au modèle, en mettant la bonne couleur sur le bon quad. Ce qui donne un truc comme ça:



Ca ressemble à rien, vu comme ça, mais le prog sait (ou doit savoir) faire l'association de coordonnées entre les deux espaces (le 3D et le 2D).

Pour l'instant je compte me limiter a des objets simples( sphere, plan, cube) quelle méthode me conseilles tu ? Le mapping que tu as décrit dans ton site peut servir pour un cube, une sphère mais pour un plan ?

Pareil.
Tu mappes les quatre coins de ton plan avec les quatre coins de la texture. Par exemple.

[pouletchu]

Bonjour,
Je pense que je vais pour commencer utiliser le mapping sphérique. Si je ne me trompe le principe est d'avoir une sphére englobante de l'objet à mapper. Mais comment determine t'on la correspondance entre le point d'intersection de l'objet et le point de la sphere englobante ?

Connaissez vous un site expliquant cette technique ?

Merci

[PRomu@ld]

Mais comment determine t'on la correspondance entre le point d'intersection de l'objet et le point de la sphere englobante ?

Une technique est de projeter les sommets sur la sphère et ainsi récupérer les bonnes coordonnées.