Textură (grafică)

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

O textură este o imagine bidimensională într- un format raster care este redată pe una sau mai multe fețe ale unui model tridimensional poligonal . [1] Termenul indică modificarea vizuală și / sau tactilă a continuității unei suprafețe [2] , precum și setul de variații cromatice și morfologice posedate de orice material prezent în realitate. [3]

Definiție

O „textură” este definită ca fiind calitatea vizibilă și tactilă a suprafeței unui obiect [4] , care este netedă, aspră, moale sau dură și este în esență un efect vizual care adaugă bogăție și dimensiune oricărei compoziții. [4] Termenul „textură” provine din textura latină , net, țesut [5] [6] ; Prima utilizare a italianului datează din 1985. [7] Expresia italiană „Textură” este puțin folosită. [2]

Caracteristici generale

Clasificare

Din întâmplare

În funcție de gradul aleatoriu al imaginii, textura poate fi aranjată de-a lungul unui spectru care variază de la textura „regulată” în textura „stocastică”, conectată prin tranziții treptate: [8]

  • Textură regulată - Un exemplu de textură structurată este un perete de piatră sau gresie.
  • Textură stocastică - Aceste texturi par a fi afectate de zgomot .
Texture classes.png

După tip

Există trei tipuri sau clasificări de textură în comunicarea vizuală: [4]

  • Fizică sau literală - O textură tactilă, definită și ca textură fizică sau literală, este o variație tactilă eficientă a suprafeței unui obiect. De exemplu, lemnul, cerealele, nisipul, blana, sticla, pielea, pânza și metalul au toate o textură fizică. Acest tip de textură este diferit de textura vizuală , deoarece are o calitate fizică care poate fi percepută doar prin atingerea umană.
  • Vizual - Iluzia texturii fizice pe suprafața unui obiect este identificată ca textură vizuală. Aceste efecte iluzorii pot fi obținute prin utilizarea unor elemente de design precum puncte, linii, forme, lumini, tonuri, contraste și modele.
  • Implicit - O textură este o viziune implicită în textură care nu găsește nicio bază în realitatea din fiecare zi. Este adesea folosit în lucrări abstracte.

Ce este un model?

Exemplu de model

Un model de textură sau pur și simplu un model , o imagine este formată din combinația dintre forme și culori organice sau geometrice și, tehnic, un model sau un design care se repetă, în conformitate cu o simetrie și o ordine. Modelele pot fi simple sau complexe, dar spre deosebire de alte texturi, ele par mult mai structurate și atrag mai degrabă simțul vederii decât capacitățile emoționale. [9] În general, acele motive, țesături, figuri abstracte.

În artă, ca și în arhitectură, modelul devine un instrument pentru a crea, edita echilibrele, generând plăcere estetică, aceasta conform studiilor lui Ernst Gombrich ocupă în general o poziție intermediară între extreme constând în haos și redundanță. [10] Mulți artiști ( Kandinskij , Klee ), cărturari, arhitecți s-au ocupat de tipare sau și-au exploatat calitățile în cadrul lucrărilor lor, începând de la repetarea aceluiași element fără variații, inserând elemente diferite în tipar, crescând cantitatea de informații , fără a depăși pragul dincolo de care este generat haosul. [10]

Texturi în grafică computerizată 3D

În plus față de determinarea materialelor, în grafica computerizată 3D sunt necesare și texturi în alte scopuri: [3]

  • Afișați imagini: dacă aveți o scenă în care trebuie prezentată o fotografie, o ilustrație, o scriere (paginile unei cărți, de exemplu) și așa mai departe.
  • Adăugați detalii: nu este întotdeauna adecvat creșterea nivelului de detaliu al unui model tridimensional prin creșterea numărului de vârfuri, dimpotrivă, o astfel de situație, dincolo de un anumit grad, trebuie evitată. În unele cazuri, de exemplu adăugarea „murdar”, modelarea nu poate fi de nici un folos. Texturile pot ajuta la reprezentarea suprafețelor care au detalii foarte neregulate (murdărie), la fel ca suprafețele împărțite uniform (un trotuar, cărămizile unui perete etc.).

Istorie

Cronologie a ideilor și dezvoltărilor privind texturile din domeniul graficelor computerizate 3D:

  • 1974 - Edwin Catmull introduce cartografia texturilor [11] , urmată în 1976 de Jim Blinn și Martin Newell . [12] Cartografierea texturii este de a face o imagine bidimensională reprezentând suprafața unui obiect, apoi să o aplice (să o mapeze) într-un obiect tridimensional care este generat computerului - în mod similar cu modul în care aplică tapetul pe un perete gol . [13]
  • 1976 - Jim Blinn și Martin Newell introduc „ cartografierea mediului înconjurător . [12] [14]
  • 1976 - Ca parte a texturii procedurale, Blinn și Newell folosesc sinteza Fourier . [15]
  • 1978 - Jim Blinn introduce cartografierea . [16]
  • 1978 - Fu și Lu oferă o tehnică de generare sintactică bazată pe textură și gramatică. [16]
  • 1979-1980 - Schacter și Ahuja folosesc sinteza Fourier și modele stochastice de diferite tipuri, pentru a crea simulatoare de zbor de textură. [15]
  • 1982 și 1984 - respectiv, Fournier, Fussell, Carpenter și haruyama, Barsky, propun utilizarea metodelor de subdiviziune stocastice („fractale”) pentru a genera texturi.
  • 1984 - Robert L. Cook introduce cartarea deplasării . [15]
  • 1984 - Cook descrie arborii umbrelor sistemului, care este unul dintre primele sisteme pentru care este convenabil să se genereze texturi procedurale în timpul redării . Arborii de umbră permit utilizarea diferitelor modele de umbrire pentru fiecare suprafață, precum și pentru sursele de lumină și atenuarea prin atmosferă. Deoarece intrarea în modelul de umbrire poate fi manipulată procedural, copacii de umbră fac posibilă utilizarea texturilor pentru a controla orice parte a calculului de umbrire. Textura culorilor și cartarea transparentă, de reflecție , cartografierea cu bump , cartarea de deplasare și texturarea solidă , pot fi implementate folosind copacii de umbră.
  • 1985 - Ken Perlin , Darwyn Peachey și Geoffrey Gardner introduc tehnici de texturare 3D ( texturare solidă ). [15] În a doua jumătate a anilor optzeci, tehnicile procedurale pentru a crea texturi realiste precum marmură, lemn, piatră și alte materiale naturale, câștigă popularitate. [15] O textură procedurală a unei suprafețe de marmură nu utilizează o imagine scanată pentru a defini valorile culorilor, ci mai degrabă algoritmi și funcții matematice. [15]
  • 1985 - Perlin descrie un limbaj complet de generare a texturii procedurale și stabilește scena pentru cea mai populară clasă de textură procedurală utilizată astăzi, și anume cele bazate pe zgomot ( zgomot ), o primitivă a generării texturii stochastice. [15]
  • 1986 - Nelson L. Max introduce „ cartografierea orizontului ”. [17]
  • 1987 - Reeves, Salesin și Cook au un algoritm pentru a produce umbre anti-aliased folosind o textură de imagine bazată pe o imagine de profunzime a unei scene redată din poziția sursei de lumină. [15]
  • 1991 - Turk, Witkin și Kass descriu modelele de sinteză a texturii inspirate de procesele biochimice care produc (printre alte efecte) modelul de pigmentare a piei de animale.
  • 1991 - Sims descrie un sistem de sinteză în care textura procedurală, reprezentată ca expresii LISP , este modificată și combinată automat de un sistem de programare genetică. [15] Prin intermediul unor selecții interactive din textura rezultată, utilizatorul unui sistem poate conduce evoluția unei texturi simulate în direcția dorită. [15]
  • 1995 - Pedersen inventează o modalitate de a permite utilizatorului să poziționeze liber patch-urile de textură pe o suprafață și, în același timp, să minimizeze distorsiunea mapării. [15]
  • 1996 - Venkat Krishnamurthy și Marc Levoy introduc cartografia normală . [18]
  • 2000 - Praun, Finkelstein și Hoppe introduc texturi lapped , în care multe eșantioane mici de textură sunt poziționate pe o suprafață pentru a se suprapune, conform unui câmp vector definit de utilizator, care ghidează orientarea și scala eșantioanelor. [15]
  • 2001 - Turk, Wei și Levoy generează texturi sintetice din probe și își „cresc părul” chiar în această zonă desemnată, ținând cont de forma și configurația acesteia. [15]

Cartografierea texturilor

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Cartografierea texturilor .

Pentru a permite utilizatorului să reproducă suprafața unui obiect real pe modelul său tridimensional, o mare parte a software-ului permite cartarea texturii: Dacă aveți o imagine, ați spus harta texturii în acest caz, textura imaginii, textura sau pur și simplu, este posibilă realizarea unei imagini de cartografiere (cartografiere UV ) pe suprafața modelului.

Texturi procedurale

Texturile procedurale ( texturile procedurale) sunt texturi generate matematic. [3] Sunt de obicei utilizate pentru a simula lemnul, marmura, granitul, piatra, metalul și altele.

Textura unei rețele realizată procedural
Beneficii

Printre avantajele utilizării texturilor procedurale: [3] [15]

  • Acestea sunt create în întregime în cadrul software-ului, deci nu este nevoie să importați referințe externe (imagini sau altele).
  • Ele sunt fără sudură, adică lipsite de puncte de discontinuitate vizibile (acoperiți obiectul într-o manieră uniformă, indiferent de dispoziția fețelor).
  • Se adaptează schimbărilor din plasă. Aceasta înseamnă că, dacă se efectuează o operație booleană între două ochiuri, suprafețele nou create vor avea întotdeauna textura procedurală.
  • Dimensiunea unei texturi procedurale este de obicei măsurată în kilobyți, în timp ce cea a texturii unei imagini este de obicei măsurată în megabyți.
  • O reprezentare procedurală nu are o rezoluție fixă. În multe cazuri, poate oferi o textură complet detaliată, indiferent de cât de aproape îl priviți (indiferent cât de mare este rezoluția).
  • O reprezentare procedurală poate fi parametrizată, deci poate genera o clasă relativă de textură, mai degrabă decât să fie limitată la o textură de imagine statică.
Dezavantaje

Printre dezavantajele texturii procedurale: [15]

  • O textură procedurală poate fi dificil de construit și depanat. Programarea este adesea dificilă, iar programarea unei descrieri implicite a modelelor este deosebit de dificilă în cazuri non-banale.
  • O textură procedurală - rezultatul programării - poate fi o surpriză. Acest lucru este adesea mai ușor de prezis atunci când se scanează sau se pictează o textură a imaginii.
  • Calculul unei texturi procedurale poate fi o operațiune mai lentă decât accesarea unei texturi de imagine stocate.
  • Aliasarea poate fi o problemă în texturile procedurale. Anti-aliasing-ul poate fi dificil.

Texturi sintetizate

Texturile sintetizate sunt texturi care, spre deosebire de texturile procedurale, sunt generate pornind de la o imagine, printr-o comparație sau o extensie.

Algoritmii de sinteză a texturii sunt concepuți pentru a crea o imagine de ieșire care îndeplinește aceste cerințe:

  • Ieșirea trebuie să aibă dimensiunea dată de utilizator.
  • Ieșirea trebuie să fie cât mai aproape de eșantion.
  • Ieșirea nu trebuie să aibă artefacte vizibile, cum ar fi discontinuități, blocuri și margini non-tangente.
  • Ieșirea nu trebuie repetată, adică aceleași structuri din imaginea de ieșire nu trebuie să apară în mai multe poziții.

Acestea sunt metodele și algoritmii care au făcut obiectul cercetării și dezvoltării pentru sinteza texturilor:

Gresie

Cea mai simplă modalitate de a genera o imagine grozavă este de a o țiglă. Aceasta înseamnă că mai multe copii ale eșantionului sunt pur și simplu copiate și lipite, una lângă alta. Rezultatul este rareori satisfăcător. Cu excepția cazurilor rare, vor exista discontinuități între plăci și imaginea va fi foarte repetitivă.

Sinteza stochastică

Sinteza stocastică a texturilor produce o imagine prin alegerea aleatorie a valorilor culorilor pentru fiecare pixel, influențată doar de parametrii de bază, cum ar fi luminozitatea minimă, culoarea medie sau contrastul maxim. Acești algoritmi se pretează doar texturilor stochastice, altfel produc rezultate complet nesatisfăcătoare, deoarece ignoră orice tip de structură din imaginea eșantionului.

Sinteza texturilor structurate cu un singur scop

Algoritmii acestei familii folosesc o procedură adaptată pentru a crea o imagine de ieșire, adică sunt limitați la un singur tip de textură texturată. Prin urmare, acești algoritmi pot fi aplicați numai texturilor texturate și numai texturilor cu o structură foarte similară. De exemplu, un algoritm cu un singur scop ar putea produce imagini de înaltă calitate ale pereților de piatră.

Mozaicul haosului

Această metodă, propusă de grupul de grafică web Microsoft, este o versiune rafinată a plăcilor și este dezvoltată în următorii trei pași:

  1. Imaginea de ieșire este pe deplin implicată în plăci. Rezultatul este o imagine repetitivă cu discontinuități vizibile.
  2. În mod aleatoriu, părțile selectate aleatoriu ale dimensiunii eșantionului sunt copiate și lipite în imaginea de ieșire. Rezultatul este deci o imagine non-repetitivă cu discontinuități vizibile.
  3. Imaginea de ieșire este filtrată la margini netede.

Rezultatul este o textură acceptabilă a imaginii, care nu este prea repetitivă și nu conține prea multe artefacte. Dar totuși, această metodă este nesatisfăcătoare, deoarece teșitura din pasul 3 face ca imaginea de ieșire să fie neclară.

Sinteza texturilor bazate pe pixeli

Aceste metode, folosind câmpurile Markov [19] , eșantionarea non-parametrică [20] , cuantificarea vectorilor structurii copacilor [21] și analogii de imagine [22] , sunt câțiva dintre algoritmii de sinteză a texturilor mai simple și mai reușite. De obicei, sintetizează o textură într-o ordine a liniei de scanare prin găsirea și copierea pixelilor din cel mai apropiat cartier local în textura sintetizată. Aceste metode sunt foarte utile pentru completarea imaginii. Pot fi obligați, ca și în analogiile de imagine, să îndeplinească multe sarcini interesante. Acestea sunt de obicei accelerate cu unele forme ale unei tehnici de aproximare a celui mai apropiat vecin, deoarece căutarea exhaustivă a celui mai bun pixel este oarecum lentă. Sinteza poate fi realizată și în rezoluție multiplă, ca de exemplu prin utilizarea unui câmp Markov aleatoriu de mai multe scale nu aleatoriu și non-parametric [19] .

Sinteza texturilor bazate pe patch-uri

Sinteza texturii bazată pe patch-uri creează o nouă textură prin copierea și cusătura texturilor la diferite compensări, similar cu utilizarea unui instrument de clonare pentru a sintetiza manual o textură. Matlasarea imaginilor și graficul texturii sunt cei mai cunoscuți algoritmi pentru sinteza texturii bazată pe patch-uri. Acești algoritmi tind să fie mai eficienți și mai rapizi decât metodele de sinteză a texturii bazate pe pixeli.

Animație de matlasare a imaginii

Bazat pe chimie

Texturile realiste pot fi generate prin simulări de reacții chimice complexe implicate în fluide, adică reacție-difuzie a sistemelor. Se crede că aceste sisteme prezintă comportamente care sunt echivalente din punct de vedere calitativ cu procesele reale (morfogeneza) găsite în natură, precum dungi de animale (scoici, pești, pisici sălbatice ...).

Notă

  1. ^ (RO) David Thomas, Kyle Orland, Scott Steinberg, Ghidul de stil pentru jocuri video și manualul de referință (PDF), Power Play Publishing, 2007, p. 62, ISBN 978-1-4303-1305-2 . Adus la 8 aprilie 2019 (depus de „url original la 11 iulie 2011).
  2. ^ A b (IT) Renato Bruscaglia, gravură intaglio și gravură originală. Materiale, metode, semne grafice , ediția a II-a, Quattroventi, 1 septembrie 1988, ISBN 9788839200297 . Adus pe 4 martie 2018 .
  3. ^ A b c d (IT) Francesco Siddi, 3D Graphics Blender , Apogee, 25 iunie 2014, ISBN 9788850333141 . Adus pe 4 martie 2018 .
  4. ^ A b c (EN) Richard Poulin, The Language of Graphic Design: An Illustrated Handbook for Understanding Fundamental Design Principles , Rockport Pub, 8 octombrie 2012, ISBN 9781592538256 . Adus pe 5 martie 2018 .
  5. ^ (EN) Walter William Skeat, A Concise Etymological Dictionary of the Language Inglese , Forgotten Books, 17 octombrie 2017, ISBN 9781333713775 . Adus pe 5 martie 2018 .
  6. ^ Textură în vocabular - Treccani , pe www.treccani.it. Adus pe 5 martie 2018 .
  7. ^ (EN) Francesco Sabatini și Vittorio Coletti, Dicționarul italian Sabatini Coletti 2008. Cu CD-ROM , Rizzoli Larousse, 1 iulie 2007, ISBN 9788852501739 . Adus pe 4 martie 2018 .
  8. ^ (EN) Analiza și manipularea texturilor aproape regulate , pe graphics.cs.cmu.edu. Adus pe 4 martie 2018 .
  9. ^ TastyTuts, „Texture” Element vizual al designului grafic Ep5 / 45 [Ghid pentru începători pentru design grafic] , 18 februarie 2016. Adus pe 5 martie 2018.
  10. ^ A b Giuseppe Gallo, Model pentru a comunica în grafică și arhitectură - afișele noastre inspirate de lucrările Mecanoo . Adus pe 5 martie 2018 .
  11. ^ Edwin Earl Catmull, Un algoritm de subdiviziune pentru afișarea pe computer a suprafețelor curbate. , 1 ianuarie 1974. Adus la 5 martie 2018.
  12. ^ A b James F. Blinn și Martin E. Newell, textura și reflexia în imaginile generate de computer , în Communications of the ACM, vol. 19, nr. 10, 1 octombrie 1976, pp. 542-547, DOI : 10.1145 / 360349.360353 . Adus pe 5 martie 2018 .
  13. ^ (EN) Mike Morrison, Becoming a Computer Animator , ediția Pap / Cdr, Editura Sams, 1994, ISBN 9780672304637 . Adus pe 5 martie 2018 .
  14. ^ Istoricul mapării reflecțiilor , pe www.pauldebevec.com. Adus pe 5 martie 2018 .
  15. ^ A b c d and f g h i j k l m n or (EN) David S. Ebert, F. Kenton Musgrave and Darwyn Peachey, Texturing and Modeling, Third Edition: A Procedural Approach , ediția a III-a, Morgan Kaufmann, 16 decembrie 2002, ISBN 9781558608481 . Adus pe 5 martie 2018 .
  16. ^ A b James F. Blinn și James F. Blinn, Simulare de suprafețe ridate, Simulare de suprafețe ridate [ Broken link ], în ACM SIGGRAPH Computer Graphics, vol. 12, nr. 3, 23 august 1978, pp. 286, 286-292, 292, DOI : 10.1145 / 800248.507101, 10.1145 / 965139.507101 Adus pe 5 martie 2018 .
  17. ^ (EN) Max L. Nelson, Advanced Computer Graphics , Springer, Tokyo, 1986, pp. 145-156, DOI : 10.1007 / 978-4-431-68036-9_10 , ISBN 9784431680383 . Adus pe 5 martie 2018 .
  18. ^ Montarea suprafețelor netede pe ochiurile poligonale dense , pe www.graphics.stanford.edu. Adus pe 5 martie 2018 .
  19. ^ A b Sinteza non- parametrică semi-cauzală Markov Random Field Texture Synthesis pe www.texturesynthesis.com. Adus pe 5 martie 2018 .
  20. ^ Efros și Leung Texture Synthesis , pe graphics.cs.cmu.edu. Adus pe 5 martie 2018 .
  21. ^ Sinteza texturii rapide folosind cuantificarea vectorială structurată în arbori , pe graphics.stanford.edu. Adus pe 5 martie 2018 .
  22. ^ NYU Media Research Lab | Proiecte | Analogii de imagine , ale mrl.nyu.edu. Adus pe 5 martie 2018 .

Bibliografie

Elemente conexe

linkuri externe

Controlul autorității LCCN (EN) sh85134411
Informatică Portal IT : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu IT
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Texture_(grafica)&oldid=111915333 ”