陳 輝

（廣東海洋大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)部，廣東湛江 524088）

基于M ipmap算法蛋殼鑲嵌漆畫的繪制*

陳 輝

（廣東海洋大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)部，廣東湛江 524088）

介紹一種蛋殼漆畫鑲嵌漆畫真實(shí)感的繪制方法，即在Mipmap算法基礎(chǔ)上，對紋理貼圖的渲染技術(shù)和紋理貼圖的繪制加以改進(jìn)，使繪制的圖形有蛋殼漆畫的藝術(shù)特征，繪制結(jié)果表明該方法可以得到具有真實(shí)感效果的蛋殼畫.

MipMap；蛋殼；真實(shí)感

Mipmap算法［1］是當(dāng)前各種硬件圖形加速卡普遍支持的一種紋理映射方法，是目前解決紋理分辨率與視點(diǎn)距離關(guān)系的最有效途徑，但是不能有效表現(xiàn)紋理的凹凸感，它還存在著過模糊和明顯的走樣現(xiàn)象.而蛋殼塊是漆畫藝術(shù)創(chuàng)作的重要媒材，也是在漆畫創(chuàng)作中運(yùn)用最多的一種材料，蛋殼含鈣，色感溫和明亮，質(zhì)地堅硬，耐磨，使用后所成肌理自然大方，富有變化，可觸感強(qiáng)，正面貼或反面貼有類似浮雕的厚重效果，以及罩色磨顯后所形成的斑駁多變、剔透詭秘的視覺沖擊力，是其他任何畫種的平面色塊都難以達(dá)到的.為了盡可能得到蛋殼畫的真實(shí)感效果，表現(xiàn)蛋殼鑲嵌漆畫的藝術(shù)特征，在Mipmap算法基礎(chǔ)上，對紋理貼圖的渲染技術(shù)［2］和紋理貼圖的繪制加以改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)蛋殼鑲嵌漆畫仿真繪制.

1 Mipmap算法

Mipmap算法的基本思想是適當(dāng)大小的圖形來近似表示每一像素在紋理平面上的映射區(qū)域，并預(yù)先將紋理圖像表達(dá)為具有不同分辨率的紋理數(shù)組，作為紋理查找表，其中低分辨率的圖像由比它高一分辨率的圖像取平均得到.圖中每一個層級的小圖都是主圖的一個特定比例的縮小細(xì)節(jié)的復(fù)制品（見圖1）.雖然在某些必要的視角，主圖仍然會被使用，來渲染完整的細(xì)節(jié).但是當(dāng)貼圖被縮小或者只需要從遠(yuǎn)距離觀看時，Mipmap就會轉(zhuǎn)換到適當(dāng)?shù)膶蛹?在三線性過濾（trilinear filtering）起作用時，會在兩個相近的層級之間切換.

因?yàn)镸ipmap貼圖需要被讀取的像素遠(yuǎn)少于普通貼圖，所以渲染的速度得到了提升，而且操作的時間減少了. Mipmap的圖片已經(jīng)是做過抗鋸齒處理的，從而減少了實(shí)時渲染的負(fù)擔(dān).放大和縮小也因?yàn)镸ipmap而變得更有效率.

如果貼圖的基本尺寸是256×256像素的話，它就會有8個層級.每個層級是上一層級的四分之一的大小，依次層級大小就是：28×128；64×64；32×32；16×16；8×8；4×4；2× 2；1×1（一個像素）.例如在一個場景中，渲染貼圖需要填滿的空間大小是40×40像素的話，如果沒有三線性過濾，那32 ×32會被放大顯示，或者有三線性過濾，會在64×64和32 ×32之間切換.

圖1 Mipmap貼圖

2 OpenGL中的Mipmap紋理貼圖

2.1 蛋殼二維真實(shí)感圖形的繪制

一種基于離散點(diǎn)的真實(shí)感繪制算法［3］認(rèn)為曲面造型通常所采用的是基于三角形或多邊形的表示方法，該方法存在著一些不足之處，文章對真實(shí)感圖形生成過程進(jìn)行了研究，提出了一種基于離散點(diǎn)繪制景物的新方法.景物由一組離散點(diǎn)集合表示，每個離散點(diǎn)包括坐標(biāo)、顏色、法線、深度等.論述了基于離散點(diǎn)的實(shí)體造型、取景變換、消隱和光照等.并且在實(shí)踐中進(jìn)行了驗(yàn)證.通過構(gòu)建一組離散點(diǎn)和相關(guān)數(shù)據(jù)，繪制出二維蛋殼圖像.

2.2 Mipmap蛋殼貼圖紋理映射

二維紋理到曲面的映射的基本步驟如下：

（1）在紋理對象中指定紋理

利用CPU內(nèi)存中的紋理元素數(shù)組定義紋理圖像，GLubytemy＿texels［x］［y］；

定義紋理圖像所用的像素圖由應(yīng)用程序代碼創(chuàng)建.激活紋理映射：glEnable（GL＿TEXTURE＿2D）；

圖2 模型圖

3 渲染技術(shù)修改

由于蛋殼漆畫的表面有著浮雕的效果，所以在Mipmap技術(shù)基礎(chǔ)上，對文理貼圖的渲染技術(shù)進(jìn)行修改，采用多級紋理貼圖：首先，按物體離視角距離不同進(jìn)行不同分辨率紋理貼圖；其次，對不同分辨率的紋理貼圖進(jìn)行不同的光線跟蹤，并調(diào)節(jié)不同分辨率上貼圖上的不同光線跟蹤因子，使其能更好地模擬現(xiàn)實(shí)的環(huán)境光；再次，把光線跟蹤和凸凹映射相結(jié)合，使凹凸紋理更加真實(shí)；最后，對不同分辨率貼圖進(jìn)行反走樣處理，然后得到更加逼真的凹凸感紋理貼圖.

圖3 Mipmap紋理映射結(jié)果

4 結(jié)語

通過Mipmap算法的映射，生成了圖3所示的結(jié)果圖，該圖像具有蛋殼鑲嵌漆畫的真實(shí)感，效果較好.但由于蛋殼是計算機(jī)程序生成，算法的效果有待提高，生成的蛋殼塊立體感不強(qiáng)，顏色變化也不是很豐富，畫面的藝術(shù)效果一般，有待優(yōu)化改進(jìn)算法，在立體感、層次感上有所突破，增加圖畫的藝術(shù)感染力.

［1］Lance W.Pyramidal parametrics［J］.Computer Graphics，1983，（3）：1－11.

［2］徐瑩.改進(jìn)的基于MipMap算法的真實(shí)感紋理繪貼圖渲染技術(shù)［J］.綿陽師范學(xué)院學(xué)報，2013，（5）：67－70.

［3］高玉雙，張曉旭.一種基于離散點(diǎn)的真實(shí)感圖形繪制算法［J］.長春大學(xué)學(xué)報，2004，（2）：42－44.

（責(zé)任編校：晴川）

On the Eggshell Inlaid Lacquer Painting Based on the M ipmap A lgorithm

CHEN Hui
（Department of Experiments Teaching，Guangdong Ocean University，Zhanjiang Guangdong 524088，China）

The paper introduces an eggshell inlaid lacquer painting method of realistic rendering.This method，on the basis of the Mipmap Algorithm，improves the skills of rendering to texture and texturemapping and enables drawn graphics have the art feature of eggshell lacquer painting.

MipMap；eggshell；photorealistic rendering

J213.9

A

1008－4681（2014）05－0062－02

2014－05－26

陳輝（1974－），男，湖南衡東人，廣東海洋大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)部講師，碩士.研究方向：計算機(jī)圖形處理、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用.