Процедурная текстура - Procedural texture

процедурно сгенерированные тайловые текстуры

В компьютерная графика, а процедурная текстура это текстура создается с использованием математического описания (т. е. алгоритм ), а не непосредственно хранимые данные. Преимущество такого подхода - низкая стоимость хранения, неограниченное разрешение текстур и простота наложение текстуры.^[1] Эти виды текстур часто используются для моделирования поверхностей или объемных изображений природных элементов, таких как дерево, мрамор, гранит, металл, камень, и другие.

Обычно естественный вид получаемого результата достигается за счет использования фрактальный шум и турбулентность функции. Эти функции используются как числовой представление "случайность "найдено в природе.

Твердое текстурирование

Сплошное текстурирование - это процесс, при котором функция создания текстуры оценивается по ${ Displaystyle mathbb {R} ^ {3}}$ в каждой видимой точке поверхности модели, поэтому результирующие свойства материала (например, цвет, блеск или нормальность) зависят только от их трехмерного положения, а не от их параметризованного положения двумерной поверхности, как при традиционном наложении двухмерной текстуры. Следовательно, на твердые текстуры не влияют искажения пространства параметров поверхности, такие как вы можете увидеть около полюсов сферы. Кроме того, не вызывает беспокойства преемственность между параметризацией поверхностей соседних участков. Сплошные текстуры останутся согласованными и будут иметь постоянный размер независимо от искажений в системах координат поверхности.^[2]Первоначально эти функции были основаны на простой комбинации функций процедурного шума, таких как Симплексный шум или же Шум Перлина. В настоящее время доступен обширный арсенал методов, от структурированной регулярной текстуры (например, кирпичной стены) до структурированной нерегулярной текстуры (например, каменная стена) и чисто стохастических текстур.^[3]

Сотовое текстурирование

Ячеистая текстура

Сотовое текстурирование отличается от большинства других процедурных методов генерации текстур, поскольку оно не зависит от шумовых функций в качестве своей основы, хотя часто используется в качестве дополнения к методике. Ячеистые текстуры основаны на характерных точках, разбросанных по трехмерному пространству. Эти точки затем используются для разделения пространства на небольшие случайным образом мозаичные области, называемые ячейками. Эти клетки часто выглядят как «чешуя ящерицы», «камешки» или «каменные плиты». Несмотря на то, что эти области дискретны, сама клеточная базисная функция является непрерывной и может быть оценена в любом месте пространства.^[4] Уорли шум является распространенным типом клеточной текстуры.

Генетические текстуры

Генетическая генерация текстур - это экспериментальный подход к созданию текстур. Это автоматизированный процесс, управляемый модератором-человеком. Поток управления обычно заставляет компьютер генерировать набор кандидатов текстуры. Из них пользователь делает выбор. Затем компьютер генерирует другой набор текстур, изменяя и перекрещивая элементы текстур, выбранных пользователем.^[5] Для получения дополнительной информации о том, как именно достигается этот метод мутации и перекрестного поколения, см. Генетический алгоритм. Процесс продолжается до тех пор, пока не будет сгенерирована подходящая текстура для пользователя. Поскольку результат трудно контролировать, этот метод обычно используется только для экспериментальных или абстрактных текстур.

Самоорганизующиеся текстуры

Начиная с простого белый шум, самоорганизация процессы могут приводить к структурированным шаблонам, сохраняя при этом некоторую случайность. Реакция – диффузия системы являются одним из способов создания таких текстур. Реалистичные текстуры могут быть созданы путем моделирования сложных химических реакций в жидкостях. Эти системы могут показывать поведение, подобное реальным процессам (Морфогенез ), встречающиеся в природе, такие как отметины животных (ракушки, рыбы, дикие кошки ...).

Смотрите также

Программы для создания текстур с использованием процедурного текстурирования

Substance Designer
Фильтр Forge
TexRD (на основе реакции-диффузии: самоорганизующиеся текстуры)

Помимо специализированных программ, другие, такие как Блендер, CorelDRAW ^[6], содержат процедурные подсистемы текстур, которые можно использовать для создания текстур.