基于M ipmap算法蛋壳镶嵌漆画的绘制*

陈 辉

（广东海洋大学实验教学部，广东湛江 524088）

基于M ipmap算法蛋壳镶嵌漆画的绘制*

陈 辉

（广东海洋大学实验教学部，广东湛江 524088）

介绍一种蛋壳漆画镶嵌漆画真实感的绘制方法，即在Mipmap算法基础上，对纹理贴图的渲染技术和纹理贴图的绘制加以改进，使绘制的图形有蛋壳漆画的艺术特征，绘制结果表明该方法可以得到具有真实感效果的蛋壳画.

MipMap；蛋壳；真实感

Mipmap算法［1］是当前各种硬件图形加速卡普遍支持的一种纹理映射方法，是目前解决纹理分辨率与视点距离关系的最有效途径，但是不能有效表现纹理的凹凸感，它还存在着过模糊和明显的走样现象.而蛋壳块是漆画艺术创作的重要媒材，也是在漆画创作中运用最多的一种材料，蛋壳含钙，色感温和明亮，质地坚硬，耐磨，使用后所成肌理自然大方，富有变化，可触感强，正面贴或反面贴有类似浮雕的厚重效果，以及罩色磨显后所形成的斑驳多变、剔透诡秘的视觉冲击力，是其他任何画种的平面色块都难以达到的.为了尽可能得到蛋壳画的真实感效果，表现蛋壳镶嵌漆画的艺术特征，在Mipmap算法基础上，对纹理贴图的渲染技术［2］和纹理贴图的绘制加以改进，实现蛋壳镶嵌漆画仿真绘制.

1 Mipmap算法

Mipmap算法的基本思想是适当大小的图形来近似表示每一像素在纹理平面上的映射区域，并预先将纹理图像表达为具有不同分辨率的纹理数组，作为纹理查找表，其中低分辨率的图像由比它高一分辨率的图像取平均得到.图中每一个层级的小图都是主图的一个特定比例的缩小细节的复制品（见图1）.虽然在某些必要的视角，主图仍然会被使用，来渲染完整的细节.但是当贴图被缩小或者只需要从远距离观看时，Mipmap就会转换到适当的层级.在三线性过滤（trilinear filtering）起作用时，会在两个相近的层级之间切换.

因为Mipmap贴图需要被读取的像素远少于普通贴图，所以渲染的速度得到了提升，而且操作的时间减少了. Mipmap的图片已经是做过抗锯齿处理的，从而减少了实时渲染的负担.放大和缩小也因为Mipmap而变得更有效率.

如果贴图的基本尺寸是256×256像素的话，它就会有8个层级.每个层级是上一层级的四分之一的大小，依次层级大小就是：28×128；64×64；32×32；16×16；8×8；4×4；2× 2；1×1（一个像素）.例如在一个场景中，渲染贴图需要填满的空间大小是40×40像素的话，如果没有三线性过滤，那32 ×32会被放大显示，或者有三线性过滤，会在64×64和32 ×32之间切换.

图1 Mipmap贴图

2 OpenGL中的Mipmap纹理贴图

2.1 蛋壳二维真实感图形的绘制

一种基于离散点的真实感绘制算法［3］认为曲面造型通常所采用的是基于三角形或多边形的表示方法，该方法存在着一些不足之处，文章对真实感图形生成过程进行了研究，提出了一种基于离散点绘制景物的新方法.景物由一组离散点集合表示，每个离散点包括坐标、颜色、法线、深度等.论述了基于离散点的实体造型、取景变换、消隐和光照等.并且在实践中进行了验证.通过构建一组离散点和相关数据，绘制出二维蛋壳图像.

2.2 Mipmap蛋壳贴图纹理映射

二维纹理到曲面的映射的基本步骤如下：

（1）在纹理对象中指定纹理

利用CPU内存中的纹理元素数组定义纹理图像，GLubytemy＿texels［x］［y］；

定义纹理图像所用的像素图由应用程序代码创建.激活纹理映射：glEnable（GL＿TEXTURE＿2D）；

图2 模型图

3 渲染技术修改

由于蛋壳漆画的表面有着浮雕的效果，所以在Mipmap技术基础上，对文理贴图的渲染技术进行修改，采用多级纹理贴图：首先，按物体离视角距离不同进行不同分辨率纹理贴图；其次，对不同分辨率的纹理贴图进行不同的光线跟踪，并调节不同分辨率上贴图上的不同光线跟踪因子，使其能更好地模拟现实的环境光；再次，把光线跟踪和凸凹映射相结合，使凹凸纹理更加真实；最后，对不同分辨率贴图进行反走样处理，然后得到更加逼真的凹凸感纹理贴图.

图3 Mipmap纹理映射结果

4 结语

通过Mipmap算法的映射，生成了图3所示的结果图，该图像具有蛋壳镶嵌漆画的真实感，效果较好.但由于蛋壳是计算机程序生成，算法的效果有待提高，生成的蛋壳块立体感不强，颜色变化也不是很丰富，画面的艺术效果一般，有待优化改进算法，在立体感、层次感上有所突破，增加图画的艺术感染力.

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

［2］徐莹.改进的基于MipMap算法的真实感纹理绘贴图渲染技术［J］.绵阳师范学院学报，2013，（5）：67－70.

［3］高玉双，张晓旭.一种基于离散点的真实感图形绘制算法［J］.长春大学学报，2004，（2）：42－44.

（责任编校：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

陈辉（1974－），男，湖南衡东人，广东海洋大学实验教学部讲师，硕士.研究方向：计算机图形处理、数据库应用.