Teksturowanie

Te zajęcia są kontynuacją poprzednich. Zalecam wykorzystać ukończony kod z poprzednich zajęć. Projekt startowy to tylko częściowo ukończone zadania.

Zadanie

Obejrzyj plik Texture.h, aby zapoznać się z interfejsem do obsługi tekstur.

Przygotuj shadery i załaduj teksturę:

W kolejnych zadaniach będziemy potrzebować trzeciej pary shaderów: shader_5_tex.vert i shader_5_tex.frag. Są to gotowe shadery z poprzednich zadań. Wczytaj shadery i przechowuj adres programu pod zmienną globalną programTex.

Pod namespace texture znajdują się zmienne globalne typu GLuint, które będą przechowywać adresy tekstur. W funkcji init() załaduj tekstury z folderu textures przy pomocy funkcji Core::LoadTexture. Ta funkcja zwraca adres wczytanej tekstury, przypisz je do zmiennych w namespace texture. (Aby odwołać się do grid w namespace texture, użyj texture::grid.)

Stwórz funkcję odpowiedzialną za rysowanie teksturowanych obiektów. Skopiuj funkcję drawObjectColor. Nazwij kopię drawObjectTexture() i zmodyfikuj ją tak, aby przyjmowała jako parametr identyfikator tekstury, a nie wektor koloru. (Usuń w niej linijkę odpowiadającą za przesyłanie koloru, aby uniknąć błędu komunikacji, później dodamy ładowanie tekstury na jej miejsce.)

Zmodyfikuj shader, aby nakładał teksturę na obiekt:

Narysuj jedną z planet za pomocą drawObjectTexture(), użyj programTex jako programu.

2. Prześlij współrzędne mapowania tekstur z vertex shadera do fragment shadera.

• Współrzędne tekstur to kolejny (po pozycjach i wektorach normalnych) atrybut wierzchołków - są dostępne w vertex shaderze pod nazwą vertexTexCoord.
• Prześlij je znanym już sposobem do fragment shadera (zmienna out w vertex shaderze i odpowiadająca jej zmienna in we fragment shaderze).

3. Prześlij teksturę do fragment shadera:

• Stwórz zmienną typu uniform sampler2D (nazwij ją na przykład colorTexture) we fragment shaderze - analogicznie do innych zmiennych typu uniform, służy ona do przesyłania informacji bezpośrednio z kodu C++ do shadera.
• W kodzie C++ użyj funkcji Core::SetActiveTexture wewnątrz funkcji drawObjectTexture(), aby ustawić zmienną sampler2D na wczytaną wcześniej teksturę.

4. Użyj wartości uzyskanej z tekstury zamiast koloru (objectColor) do pokolorowania obiektu:

• Wykonaj próbkowanie tekstury we współrzędnych otrzymanych przez fragment shader: vec4 textureColor = texture2D(~nazwaZmiennejSampler2D, ~nazwaZmiennejWspolrzedneTekstury) (gdzie vec4 zawiera kolor RGBA).
• Użyj pierwszych trzech współrzędnych (RGB) uzyskanego wektora jako nowego koloru bazowego piksela.

Pobaw się mechanizmem teksturowania:

• Przemnóż jedną lub obie ze współrzędnych mapowania przez 5 i sprawdź, co się stanie.
• Wypróbuj pozostałe tekstury: grid_color.png, earth.png.
• Tekstury Ziemi wyświetlają się "do góry nogami". Napraw to.
• Jeśli chcesz mieć kilka planet o różnych teksturach, możesz skorzystać z tego linku lub tego linku.

Zadanie *

Nadaj jakieś tekstury wszystkim obiektom, które znajdują się w scenie.

Multitexturing

W tej części pokażemy, jak wykorzystać więcej niż jedną teksturę przy rysowaniu obiektu na przykładzie zachmurzonej Ziemi.

Zadanie

• Utwórz kolejną parę shaderów, nazwij je shader_earth, skopiuj poprzednie shadery, jakie wykorzystywaliśmy,
• dodaj w nich nowy uniform sampler2D nazwij go clouds,
• użyj do rysowania ziemi nowo stworzonego shadera,
• wyślij dodatkowo teksturę chmur, która znajduje się pod plikiem clouds.png, ustaw indeks tekstury na 2,
• by sprawdzić, czy całość się udała, użyj chmury jako kolory.

Wykorzystamy teksturę chmur jako maskę. Ustaw kolor Ziemi jako mix między białym a kolorem tekstury Ziemi, a za współczynnik mieszania weź kanał r tekstury chmur.

Zadanie*

W podobny sposób wykorzystaj tekstury ship.jpg, scratches.jpg i rust.jpg, żeby dodać zarysowania do statku. Załaduj wszystkie trzy tekstury, użyj scratches.jpg jako maski, która będzie wskazywała współczynnik, którym będziemy mieszać pomiędzy dwoma pozostałymi teksturami.

Teksturowanie proceduralne

1. Stwórz czwartą parę plików z shaderami (np. shader_proc_tex.vert i shader_proc_tex.frag). Następnie zainicjalizuj program jak w I.6.a) i II.1.a) (nazwij go np programProcTex). Do wywołania rysowania wykorzystuj funkcję drawObject (Żeby nie tracić oteksturowanych planet, możesz rysować za ich pomocą wyłącznie statek).

2. Prostym sposobem proceduralnego teksturowania, jest uzależnienie koloru od pozycji piksela w przestrzeni lokalnej (użycie przestrzeni świata spowodowałoby, że wzór na obiekcie zmieniałby się przy poruszaniu go).

• Prześlij z vertex shadera do fragment shadera pozycję wierzchołka w przestrzeni lokalnej (czyli tej, w której wyrażone są atrybuty wierzchołka - nie trzeba więc wykonywać żadnej transformacji macierzowej).
• We fragment shaderze oblicz sinus współrzędnej y pozycji piksela.
• Jeżeli sinus jest większy od zera, to ustaw bazowy kolor obiektu na wybrany kolor, a jeśli jest mniejszy od zera, to na inny kolor.
• Możesz przesłać te kolory przy użyciu zmiennych uniform z kodu C++ - pozwoli to rysować różne obiekty z różnymi parami kolorów.
• Poeksperymentuj z innymi metodami teksturowania proceduralnego podanymi na wykładzie.