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基于三维重建过程中纹理映射问题的研究

作　者: 丁维维
导　师: 曹伯燕
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 真实感图形纹理映射 OpenGL 纹理反走样
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

科学计算可视化、计算机动画和虚拟现实已经成为计算机图形学的三大热门话题,这三大话题的技术核心均为三维图形。学术界和产业界普遍认为,纹理映射是解决真实地显示现实世界的一个有效途径。本文简要介绍了真实感图形的概念及纹理映射技术的基本原理,分析了纹理映射过程中可能会遇到的问题及其解决方案。在纹理映射技术的研究过程中,搭建了基于Windows平台的OpenGL程序开发环境,实现了一个交互式的纹理映射模拟系统。文中对OpenGL技术做了较为详细的介绍。在模拟系统中,实现了二维几何模型的纹理映射,并对影响纹理映射效果的典型参数,如坐标变换、光照、纹理过滤等分别给予了具体的分析和验证。由于OpenGL在物体造型方面并没有提供三维模型的高级命令,为了解决这个问题,本文介绍了如何利用OpenGL将三维模型导入VC++程序中,利用OpenGL函数库,对这些模型进行控制。本文最后针对整个纹理映射过程遇到的问题,对程序的优化问题做了细致的论述,着重分析了纹理映射过程中快速反走样的问题。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-12
  1.1 课题背景  8
  1.2 课题来源及主要工作  8-10
  1.3 课题来源及主要工作  10
  1.4 论文的章节安排  10-12
第二章纹理映射的基本原理  12-18
  2.1 真实感图形技术  12-13
  2.2 纹理映射技术  13-16
    2.2.1 纹理映射技术概述  13-14
    2.2.2 纹理对象  14-15
    2.2.3 纹理映射的方法  15-16
  2.3 面临的问题  16-17
  2.4 小结  17-18
第三章 OpenGL技术  18-28
  3.1 OpenGL功能简介  18-20
    3.1.1 OpenGL及其架构  18-19
    3.1.2 OpenGL环境配置  19-20
  3.2 OpenGL函数  20-22
    3.2.1 OpenGL函数分类  20-21
    3.2.2 关键步骤中涉及的函数  21-22
  3.3 搭建基于Windows平台的OpenGL程序框架  22-25
    3.3.1 OpenGL程序框架  22-23
    3.3.2 基于Windows平台的OpenGL框架搭建步骤  23-24
    3.3.3 Windows平台创建OpenGL程序时需要注意的问题  24-25
  3.4 OpenGL对纹理映射的支持  25-27
    3.4.1 纹理函数  25-26
    3.4.2 OpenGL实现纹理映射的步骤  26-27
  3.5 小结  27-28
第四章利用OpenGL导入3ds模型并实现纹理映射  28-34
  4.1 3ds模型文件存储结构  28-30
  4.2 OpenGL导入3ds文件  30-31
  4.3 纹理坐标的生成  31-32
  4.4 3D模型的纹理映射  32-33
  4.5 小结  33-34
第五章三维模型实拍纹理映射  34-52
  5.1 纹理映射的实现  34-36
    5.1.1 纹理载入及映射  34-35
    5.1.2 纹理环境  35
    5.1.3 简单几何模型纹理映射的实现  35-36
  5.2 坐标变换  36-39
    5.2.1 视觉坐标  36-37
    5.2.2 模型视图转换  37
    5.2.3 模型视图矩阵  37-38
    5.2.4 投影转换  38-39
  5.3 深度缓存  39-40
    5.3.1 缓存  39-40
    5.3.2 深度缓存  40
  5.4 光照  40-45
    5.4.1 OpenGL中的光照模型  41-42
    5.4.2 添加光照  42-43
    5.4.3 隐藏面消除  43-44
    5.4.4 立体感扫描仪的光照设计  44-45
  5.5 纹理过滤  45-50
    5.5.1 基本的纹理过滤方式  45-46
    5.5.2 环绕模式  46
    5.5.3 各向异性过滤  46-50
  5.6 纹理压缩  50-52
第六章纹理映射过程中的性能优化问题  52-66
  6.1 OpenGL应用程序性能基本优化  52-54
    6.1.1 减少OpenGL状态变化  52
    6.1.2 图元类型优化  52-54
  6.2 纹理优化  54-55
    6.2.1 优化纹理加载  54
    6.2.2 使用Mipmap纹理  54
    6.2.3 使用压缩纹理  54-55
  6.3 纹理映射过程中的快速反走样问题  55-56
  6.4 近似空间变化滤波技术  56-58
  6.5 Mip-map技术  58-64
    6.5.1 Mip-map算法思想  58-61
    6.5.2 Mip过滤模式  61
    6.5.3 载入Mip层  61-62
    6.5.4 根据LOD偏好选择Mip层  62-64
  6.6 小结  64-66
结束语  66-68
致谢  68-70
参考文献  70-74
附录  74-77

基于三维重建过程中纹理映射问题的研究

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