Geração de Geometria - Terrenos - SIM

Computação Gráfica
LEI / LCC
Departamento de Informática
Universidade do Minho
Geração de Geometria - Terrenos
Imagens e Texturas
António Ramires Fernandes – Computação Gráfica 09/10
Mapas de Alturas
Intensidade por pixel pode representar uma altura numa grelha regular
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Terrenos a partir de Imagens
• Objectivo:
– Dada uma imagem criar uma grelha regular em que a altura de cada
ponto da grelha corresponde à intensidade do pixel correspondente.
Y
• Tarefas:
– Carregar a imagem
– Criar a geometria a partir da
matriz de pixels extraída da
imagem.
X
Z
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Terrenos a partir de Imagens
• Primeiro passo:
– Construir uma grelha regular com altura 0.0 com as dimensões da imagem
Y
X
Z
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Terrenos a partir de Imagens
• Segundo Passo:
– Atribuir as alturas de acordo com os dados da imagem (atenção às árvores)
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DevIL
• Abrir um ficheiro de imagem
ilInit();
ilGenImages(1,ima); // unsigned int ima[...]
ilBindImage(ima[0]);
ilLoadImage((ILstring)filename); // char *filename
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DevIL
• Aceder aos dados e informações da imagem
int width = ilGetInteger(IL_IMAGE_WIDTH);
int height = ilGetInteger(IL_IMAGE_HEIGHT);
unsigned char *imageData = ilGetData();
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DevIL
• Converter para escala de cinzentos
ilConvertImage(IL_LUMINANCE,IL_UNSIGNED_BYTE);
outras opções: IL_RGB, IL_RGBA
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Textura
• Objectivo: Colocar uma textura na superfície do terreno
– Carregar uma imagem e criar uma textura
– definir coordenadas para a aplicação da textura
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DevIL + OpenGL
• Exemplo para criar textura a partir de uma imagem:
unsigned int t, tw, th;
unsigned char *texData;
ilGenImages(1,&t);
ilBindImage(t);
ilLoadImage((ILstring)“relva1.jpg");
tw = ilGetInteger(IL_IMAGE_WIDTH);
th = ilGetInteger(IL_IMAGE_HEIGHT);
ilConvertImage(IL_RGBA, IL_UNSIGNED_BYTE);
texData = ilGetData();
glGenTextures(1,&texID); // unsigned int texID - variavel global;
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D,texID);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,
GL_TEXTURE_WRAP_S,
GL_TEXTURE_WRAP_T,
GL_REPEAT);
GL_REPEAT);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,
GL_TEXTURE_MAG_FILTER,
GL_TEXTURE_MIN_FILTER,
GL_LINEAR);
GL_LINEAR);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, tw, th, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, texData);
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Texturas
• Activar Texturas (inicialização):
glEnable(GL_TEXTURE_2D);
• Antes de desenhar o terreno:
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texID);
• Ao desenhar o terreno, definir para cada vértice as coordenadas
de textura:
glTexCoord2f(s,t);
• Após desenhar o terreno:
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
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Exercício
•
Dada uma imagem, interpretá-la como um mapa de alturas e gerar a
geometria correspondente
•
Aplicar uma textura (outra imagem) ao terreno;
•
Colocar as árvores na altura correcta
•
TPC: Definir normais e activar a iluminação;
•
TPC: Implementar um esquema de surface following.
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Surface Following
• Problema: determinar a altura do ponto (x,z) de uma grelha.
Y
Sendo h(i,j) a função que determina a altura nos
vértices da grelha, é necessário determinar a
altura do ponto (x,z) a partir dos cantos da
célula onde o ponto se encontra
X
(x,z)
Z
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Surface Following
•
Através da função h temos acesso às alturas dos cantos da
célula (pontos amarelos).
•
a altura de (x11,z12) obtem-se por interpolação linear das
alturas de (x1,z1) e (x1,z2). Processo semelhante para
determinar a altura de (x22,z12).
–
•
fz = z - z1; // 0 <= fz <= 1
(x11,z12)
(x,z)
(x22,z12)
alt(x11,z12) = h(x1,z1) * (1-fz) + h(x1,z2) * fz
alt(x22,z12) = h(x2,z1) * (1-fz) + h(x2,z2) * fz
A altura de (x,z) obtem-se por interpolação entre as
alturas de (x11,z12) e (x22,z12)
–
(x2,z1)
seja fz a parte fraccionária de z:
•
–
–
(x1,z1)
(x2,z2)
(x1,z2)
alt(x,z) = alt(x11,z12) * (1 - fx) + alt(x22,z12) * fx
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Normais numa Grelha
• O cálculo da normal dentro de uma grelha pode ser realizado de
uma forma simples recorrendo aos pontos vizinhos
N
E
O
S
Considerando os 4 vizinhos (N,S,E,O), calculam-se
dois vectores. O produto externo (normalizado)
destes dois vectores é uma aproximação à normal
pretendida.
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