Моделирование 3d-ландшафтов большой площади с использованием технологии «Мегатекстура» Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Информационно-управляющие системы

L. S. Yakimov

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

THE ANTROPOMETRICAL HAND FEATURES FOR HUMAN GESTURES RECOGNITION

The basic anthropological human hand features which may be used to increase the recognition accuracy in gesture recognition systems are considered.

© Якимов Л. С., 2010

УДК 004.94

Д. С. Яковлев

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

МОДЕЛИРОВАНИЕ 3Б-ЛАНДШАФТОВ БОЛЬШОЙ ПЛОЩАДИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ «МЕГАТЕКСТУРА»

Рассмотрены проблемы текстурирования ландшафтов больших размеров. Приведена сравнительная характеристика технологии тайлсетов и перспективной технологии «мегатекстура». Приведен алгоритм работы с технологией «мегатекстура». Результаты работы алгоритма представлены на изображениях, отражающих ландшафт, покрытый различными текстурами.

В современной компьютерной графике не существует альтернативы текстурированию, как простому, малотребовательному к вычислительным ресурсам компьютера способу создания цифровых 3Б-моделей высокой степени реалистичности. Достоинствами классического подхода с использованием тайлов (небольших текстурных фрагментов) являются относительная простота текстурирования и малое количество текстур, соответственно объем данных для обработки не высок. К недостаткам же следует отнести:

- недостаточное количество текстур (тайлов), что вызывает затруднения в получении нужного рисунка, следовательно, возможные комбинации всегда ограничены;

- повторяющийся рисунок на ландшафте;

- геометрические ограничения полигональной сетки, наоборот, необходимо разбить геометрии для формирования тайлсетов с разными тайлами [1].

Дальнейшее развитие текстурирования привело к появлению так называемой мегатекстуры (англ. MegaTexture) - это графическая технология, разработанная Дж. Кармаком, техническим директором компании «Id Software», компании специализирующейся на разработке компьютерных игр. Суть ее состоит в следующем: весь ландшафт покрывается одной большой текстурой вместо множества текстур малого размера, что ускоряет рендеринг больших открытых пространств [2]. Технология мегатекстура обладает следующими особенностями и характеристиками:

- программа сохранена на жестком диске и может при необходимости подгружаться в оперативную память, позволяя создавать большое количество деталей и разновидностей ландшафта, сравнительно мало используя ресурсы оперативной памяти;

- ближайшие к камере пиксели заменяются текстурой высокого качества, содержащей только небольшой участок мегатекстуры;

- последующие пиксели заменяются текстурой меньшего качества с небольшим разрешением;

- самые отдаленные участки покрываются уменьшенной копией всей текстуры [1].

Алгоритм обновления областей с различной детализацией заключается в следующем: при перемещении камеры, а соответственно, и центра обзора, уровни детализации текстуры, которые находятся на определенном, заранее установленном расстоянии от центра, сдвигаются. При смещении центра более, чем на установленное значение, происходит перерасчет текстурных координат и определение области, в которую необходимо загрузить текстуру соответствующую измененному уровню детализации. При этом текстуры, не требующие обновления, не изменяются, что приводит к манипуляции с очень малым объемом данных и, соответственно, не приводит к падению производительности

К достоинствам технологии «мегатекстура» следует отнести следующие факты:

- тайлинг и тайлсеты не используются;

- для формирования конечного рисунка в реальном времени альфа-смешивание разных текстур не производится;

- при рисовании любой части ландшафта не учитываются особенности геометрии;

- реалистическое воссоздание ландшафта;

- изображение геометрии ландшафта как регулярной сеткой, так и сеткой, состоящей из треугольников различного размера;

Решетневские чтения

- отсутствует необходимость разбивать сцену на геометрические фрагменты для целей текстурирования.

В качестве недостатков данной технологии можно отметить следующее:

- большой объем текстуры для всего ландшафта занимает много места на жестком диске;

- наличие специальных инструментов и мощных компьютеров для подготовки текстуры [1].

К недостаткам, по крайней мере, на сегодняшнем этапе развития данной технологии относится тот факт, что в силу своей новизны и закрытости коммерческих проектов количество конкретных методологических материалов недостаточно, что усложняет развитие технологии и разработку реальных приложений, в основу которых положена технология «мегатекстура».

При работе над данной темой было создано демонстрационное приложение, реализующее технологию «мегатекстура» при моделировании ландшафта большой площади. Программа наглядно демонстрирует эффективность работы алгоритма, а также достоинства технологии в плане визуального качества ландшафтной сцены.

В настоящее время технология «мегатекстура» достаточно перспективна в области игровой индустрии,

где часто требуется создавать ландшафтные модельные сцены [2]. Требования к современным проектам индустрии таковы, что эти ландшафты должны быть максимально реалистичными, и можно с уверенностью сказать, что качество компьютерной графики в данной сфере будет непрерывно повышаться.

Нельзя забывать про программные средства генерации ландшафтов, где рассмотренная технология также может быть использована. Следует отметить, что вопросы улучшения, оптимизации, модернизации и развития данной технологии требуют изучения и совершенствования. Таким образом, рассмотренная техника текстурирования уже в ближайшем будущем может стать основной при создании различных ландшафтов большой площади.

Библиографические ссылки

1. Головин Е. Использование мегатекстур (megatexture, clipmaps) [Электронный ресурс] URL: http: //www.gamedev.ru/code/articles/Megatexture.

2. Asirvatham A., Hoppe H. Terrain rendering using GPU-based geometry clipmaps // GPU Gems 2. Chap. 2. M. Pharr and R. Fernando. Addison Wesley, 2005. March. P. 27-46.

D. S. Jakovlev

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk 3D MODELING LARGE TERRAIN USING «MEGATEXTURE»

The problems of texturing large landscapes are covered in this paper. The comparative characteristics of Tilesets technology and promising technology «Megatexture» are considered. The algorithm of work with «Megatexture» is shown. The results of the algorithm are presented in the pictures showing the 3D terrain covered with different textures.

© Яковлев Д. С., 2010

УДК 004.932.4

Е. Л. Ярославцева

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

СОСТАВЛЕНИЕ КОЛЛАЖЕЙ ИЗ ФРАГМЕНТОВ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Описан алгоритм составления коллажей с использованием метода автоматического выделения области интереса на изображении и эффекта бесшовной стыковки, основанном на построении гибких контуров.

В компьютерной графике коллажем называют композицию, составленную из разных изображений, противоположных по характеру или находящихся в гармонии, помещаемых рядом друг с другом, накладываемых одно поверх другого или сведенных воедино и представляющих собой нечто осмысленное, а зачастую объединенных в один графический символ посредством однородной текстуры [1]. Компьютерные коллажи незаменимы при оформлении различных видов печатной продукции: книг, грамот, открыток, афиш, плакатов, транспарантов. Используются они также и при создании информационной, презентаци-

онной и сувенирной рекламы. В настоящее время сложилось целое искусство создания коллажа с использованием инструментов фотомонтажа.

Рассмотрим основные приемы фотомонтажа, используемые при составлении коллажа цифровых изображений:

- выделение области интереса на изображении;

- аппроксимация найденной области;

- бесшовная стыковка сегментов коллажа.

Для создания визуально привлекательного коллажа целесообразно исключать неинформативные области изображений. Для решения данной проблемы