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Filtrado bi-lineal y tri-lineal

Esos 2 modos se emplean para el mapeado de texturas.Se aplican a texturas para mejorar su calidad, en general cuando nos acercamos a un objeto el motor gr$acute;fico tiende a distorsionarla. Esto se solucionaría en principio con un filtrado por antialiasing,este filtro que es bueno eliminando los bordes no es el adecuado para este caso, dado que lo habitual será que un texel defina el color de varios pixels, lo cual se traduce en mapeados poco realistas con las texturas muy escalonadas. Para estos casos se prefiere utilizar los filtros que describiremos a continuación, a pesar de que se carga más al procesador:

Filtro bilineal: el filtrado bilineal, aplica una textura a un píxel realizando la media de las imágenes de los pixels que lo rodean en el eje X e Y (cuatro pixels en total). Sin esta técnica , cada píxel tendría la misma textura que los de alrededor.




Filtro trilineal: es más sofisticado, selecciona, como el filtrado lineal, los cuatro pixels que se encuentran mas cercanos, pero se aplica también en el eje Z, tomándose dos imágenes



Filtro anisotrópico

Después de que se comenzara a utilizar el filtrado bilinieal y trilineal, las tarjetas gráficas mejoraron mucho su capacidad de proceso, permitiendo desarrollar el llamado filtrado anisotrópico (a partir de la gama GeForce3 de nVidia). El filtrado anisotrópico mezcla la función de aplicar una textura en todas sus dimensiones, implementando filtrados bilineales o trilineales de forma mucho más precisa para difuminar las líneas de los píxeles, en función del ángulo y la distancia desde la que se visualizan. En definitiva, logra que las texturas tengan un aspecto más realista y evita que se produzcan "bailes de píxeles" con texturas que están a mayor distancia o en ángulos oblicuos desde nuestra perspectiva.

Merece la pena activarlo en entornos bajo OpenGL o Direct3D, aunque sólo si dispones de una tarjeta de última generación, ya que sino puede afectar gravemente el rendimiento. Para activar esta función se deberá acceder al panel de control de la tarjeta gráfica en las propiedades OpenGL, y en algunos juegos esta opción estará en su menú de propiedades de video.

En una palabra, que sin filtro anisotrópico la textura pierde calidad y se vuelve borrosa en la lejanía y con el filtro anisotrópico activado no.

El efecto de este filtro podemos observarlo en juegos como Serious Sam, Quake3, o Unreal Tournament. En primer lugar veremos ejemplos de imágenes en el juego Serious Sam:



En esta captura se puede observar la diferencia que hay entre activar este filtrado y no hacerlo en la nitidez de las baldosas del suelo.


Para el juego Quake3 se puede observar el efecto del filtro anisotrópico en las siguientes dos imágenes:



Por último, también podemos observar el efecto del filtro en un popular juego: Unreal Tournament:
juegos




Por aliasing se conoce a un fallo en la representación de los gráficos debido a que la resolución final (la del soporte de visualización) es finita. Existen diferentes tipos de aliasing visual, pero normalmente nos referimos al aliasing geométrico, efecto que consiste en la presencia de dientes de sierra en los bordes de los polígonos. El efecto de aliasing dá a las imágenes una apariencia tosca.

Por antialiasing se conoce al efecto de filtrar la imagen para suavizar y disimular los bordes de los polígonos, consiguiendo una apariencia mucho más realista. A continuación se presenta una imagen con aliasing y una versión sin aliasing:




Se explican a continuación los diferentes tipos de anti-aliasing. Los dos primeros son los llamados clásicos, los siguientes son técnicas específicas de algunas tarjetas gráficas.

El anti-aliasing de contornos o esquinas sólo se aplica alrededor de los polígonos y no cambia objetos situados en los contornos aplanados. Este es el tipo de anti-aliasing que usa mucho la Nintendo 64, que usualmente crea una imagen borrosa y con pocos detalles.
El anti-aliasing en la pantalla completa (FSAA). Las tarjetas Nvidia usan el sistema llamado "supersampling", que consiste en calcular la escena a una resolución mucho mayor (4x,8x...) y luego mostrarla en pantalla. Esto permite eliminar las aristas. Las Voodoo renderizan 2 o 4 muestras de un objeto desplazadas un poco y luego las difuminan.



Alpha Blending

Alpha Blending es una técnica que permite crear objetos transparentes. Normalmente, un píxel que aparece en pantalla tiene valores de rojo, verde y azul. Si el escenario 3D permite usar un valor alfa para cada pixel, tenemos un canal alfa. Un objeto puede tener diferentes niveles de transparencia: por ejemplo, una ventana de cristal limpia tendría un nivel muy alto de transparencia (un valor alfa muy bajo), mientras que un cubo de gelatina podría tener un valor alfa medio. El Alpha Blending es el proceso de combinar dos objetos en pantalla teniendo en cuenta los valores alfa. Así sería posible tener un monstruo medio oculto tras un cubo de gelatina de fresa que estaría teñido de rojo y difuminado. Si la tarjeta soporta alpha blending por hardware, el programador no necesita usar una rutina por software más lenta para asegurarse de que los objetos transparentes se dibujan correctamente.


Esta técnica se utiliza para crear efectos de transparencia, tales como los vistos en cristales u objetos líquidos. Por supuesto, también se aplica para imitar objetos traslúcidos.

Multitexturing

El multitexturizado (multitexturing) es la aplicación de múltiples texturas a un mismo objeto para conseguir nuevos efectos sobre lo que sería una textura base, de este modo se pueden conseguir nuevos efectos para una misma textura sin tener que almacenar diferentes variantes de ella.

Videos que ilustran esta técnica:



link: http://www.youtube.com/watch?v=FaFZZSOWvws



Bump mapping(trampa visual ejemplo Half Life 2)

Bump mapping es un efecto visual que permite ofrecernos objetos con relieve, aunque realmente este sea liso. Esta técnica se utiliza para agregar el detalle a una imagen sin aumentar el número de polígonos.

Se lleva a cabo modificando las normales de la superficie, sin tocar la geometría del objeto, para luego aplicar la iluminación a cada uno de los píxeles. Por ello, si nos acercamos lo suficiente a una superficie con Bump mapping, el efecto se pierde, pues el relieve no es real. Esto se puede observar en el siguiente video de un mod del videojuego Half Life 2 (PC, XBox 360, PS3).




link: http://www.youtube.com/watch?v=I3cSBgTONO0



Hay tres tipos de Bump Mapping. El primero y más sencillo es el Emboss Bump Mapping, que se basa en la creación de de un mapa de alturas sobre el que luego se aplica la textura y los correspondientes efectos de luz.

El segundo es el denominado Dot Product 3 Bump Mapping, que se basa en asignar un vector a cada píxel de modo que cada uno actue frente a la luz de la manera que le indique ese vector. Es más efectivo que el Emboss ya que permite representar reflejos además de las clásicas sombras.

La última, más compleja y más efectiva técnica de Bump Mapping la constituye el ya conocido Environment Mapped Bump Mapping (EMBM), también conocido como Bump Mapping de perturbación. Este efecto se basa en la misma técnica que el Dot Product 3 de aplicar un vector a cada píxel de modo que éste sepa cómo actuar ante cada circunstancia de luz. La diferencia del EMBM radica en que ese vector es variable, pudiendo modificarse las propiedades de cada pixel constantemente. Este bump mapping es especialmente efectivo a la hora de mostrar superficies rugosas en movimiento, como puede ser el mar desde un avión.

Environment mapping

Environment mapping (mapeado del entorno) es una forma de mapeado de texturas en la cual las coordenadas de la textura son dependientes de la vista. Una aplicación común, por ejemplo, es simular reflejo en un objeto brillante. Uno, por ejemplo, le puede mapear el entorno de un cuarto a una copa de metal. Si la cá se mueve alrededor de la copa, las coordenadas de la textura en los vertices de la copa se mueven proporcionalmente, creando la ilusión de estar ante un objeto de metal reflectante.

Esta técnica de mapeado proporciona una gran sensación de realismo, ya que en el mundo real existen un sinfín de objetos que producen algún tipo de reflejo del entorno que los rodea. Para producir esta sensación hay tres formas de hacerlo:

Spheric environment maping: la textura del entorno se convierte en esférica y se aplica al objeto.
Dual environment mapping: Se utiliza una textura frontal y otra trasera del entorno. Esto repercute en un descenso considerable del rendimiento debido a un gran aumento de la carga de proceso de la imágen.
Cubic environment mapping: Es el más utilizado en la actualidad: tenemos el objeto metido en un cubo imaginario, y en cada cara del cubo se emplea un mapa del entorno diferente.
Es una técnica que tiene mucho de dinamismo, por lo que mostraremos a continuación unos vídeos mostrando lo que es capaz de hacer:


link: http://www.youtube.com/watch?v=px-5I-R6gWM


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