青青草原综合久久大伊人导航_色综合久久天天综合_日日噜噜夜夜狠狠久久丁香五月_热久久这里只有精品

麒麟子

~~

導航

<2011年1月>
2627282930311
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
303112345

統計

常用鏈接

留言簿(12)

隨筆分類

隨筆檔案

Friends

WebSites

積分與排名

最新隨筆

最新評論

閱讀排行榜

評論排行榜

Computing Tangent Space Basis Vectors for an Arbitrary Mesh

原文地址:http://www.terathon.com/code/tangent.html

為一個任意網格模型計算其切線空間的基本向量(即切線空間的T B N三個向量)

Modern bump mapping (also known as normal mapping) requires that tangent plane basis vectors be calculated for each vertex in a mesh. This article presents the theory behind the computation of per-vertex tangent spaces for an arbitrary triangle mesh and provides source code that implements the proper mathematics.

現在的bump mapping(或者normal mapping)需要每個頂點的切面的基本向量。這篇文章描述了逐頂點計算任意三角模型的切線空間原理,并且提供了實現這個數學理論的源代碼。

 

Mathematical Derivation 數學來源

[This derivation also appears in Mathematics for 3D Game Programming and Computer Graphics, 2nd ed., Section 6.8.]

 

We want our tangent space to be aligned such that the x axis corresponds to the u direction in the bump map and the y axis corresponds to the v direction in the bump map. That is, if Q represents a point inside the triangle, we would like to be able to write

我們想我們的切線空間像這樣對齊,比如; X軸相當于bump圖中的U方向,而Y軸相當于bump圖中的V方向。于是,如果Q表示三角形上的一點,則我們可以得出如下等式

QP0 = (uu0)T + (vv0)B,

 

where T and B are tangent vectors aligned to the texture map, P0 is the position of one of the vertices of the triangle, and (u0, v0) are the texture coordinates at that vertex. The letter B stands for bitangent, but in many places it is stilled called binormal because of a mix-up in terms when tangent-space bump mapping first became widespread. (See “Bitangent versus Binormal” below.)

等式中的T是與紋理對應的切線向量,P0 是三角形的其中一個頂點。(u0, v0) 是對應頂點的紋理坐標。 B表示副(雙)切線(bitangent),但是由于在切線空間的bump mapping第一次被傳播開來的時候,有人混淆這個定義,所以在許多地方它始終被稱為副法線(binormal )。(參見下面的Bitangent VS Binormal)

 

Suppose that we have a triangle whose vertex positions are given by the points P0, P1, and P2, and whose corresponding texture coordinates are given by (u0, v0), (u1, v1), and (u2, v2). Our calculations can be made much simpler by working relative to the vertex P0, so we let

假設三角形的三個頂點分別為P0, P1, and P2, 其分別對應的紋理坐標為(u0, v0), (u1, v1), and (u2, v2). 。那我們的計算就可以簡化下為下面的方程式組

Q1 = P1P0
Q2 = P2P0

(s1, t1) = (u1u0, v1v0)
(s2, t2) = (u2u0, v2v0).

We need to solve the following equations for T and B.

于是,我們最終要解決的就是下面這個方程式

Q1 = s1T + t1B
Q2 = s2T + t2B

This is a linear system with six unknowns (three for each T and B) and six equations (the x, y, and z components of the two vector equations). We can write this in matrix form as follows.

這個有著6個未知數的線性方程組(T,B是向量,每個有三個量)。我們可以把它寫成如下的矩陣方式

image

Multiplying both sides by the inverse of the (s, t) matrix, we have

兩邊都乘以(s,t)的逆矩陣

image .

 

This gives us the (unnormalized) T and B tangent vectors for the triangle whose vertices are P0, P1, and P2. To find the tangent vectors for a single vertex, we average the tangents for all triangles sharing that vertex in a manner similar to the way in which vertex normals are commonly calculated. In the case that neighboring triangles have discontinuous texture mapping, vertices along the border are generally already duplicated since they have different mapping coordinates anyway. We do not average tangents from such triangles because the result would not accurately represent the orientation of the bump map for either triangle.

由此,我們解出等式后,就得到了未單位化的T和B。 為了找到單個頂點的切線向量,我們平均共享這個頂點的所有切三角形的的切線。法線也可以通過類似的方式計算出來。 而在這種情況下,相鄰的兩個三角形則會形成不連續的紋理映射,處于邊緣的頂點由于有不同的紋理坐標而經常被復制。我們沒有平均這些三角形的切線,因為我們的計算結果就可以不精確地描述每個三角形的切線朝向。

 

Once we have the normal vector N and the tangent vectors T and B for a vertex, we can transform from tangent space into object space using the matrix

一旦我們得到了一個頂點的法向量N和切線T和B。我們就可以用它們來構造一個由正切空間到對象空間的矩陣。

image

To transform in the opposite direction (from object space to tangent space—what we want to do to the light direction), we can simply use the inverse of this matrix. It is not necessarily true that the tangent vectors are perpendicular to each other or to the normal vector, so the inverse of this matrix is not generally equal to its transpose. It is safe to assume, however, that the three vectors will at least be close to orthogonal, so using the Gram-Schmidt algorithm to orthogonalize them should not cause any unacceptable distortions. Using this process, new (still unnormalized) tangent vectors T′ and B′ are given by

為了向反方向變換(從對象空間變換到正切空間,[法線貼圖時]我們需這樣處理光照方向),我們可以簡單地使用這個矩陣的逆矩陣。 但我們要注意切線向量并非總是與其它兩個向量,或法向量垂直的。于是,我們的逆矩陣并非總是等于其轉置矩陣。但是,可以安全地認為,這三個向量是非常接近正交關系的。 所以使用我們可以使用Gram-Schmidt算法來對其進行正交化,就不會出現不可接受的誤差了。

T′ = T − (N · T)N
B′ = B − (N · B)N − (T′ · B)T′/T2

Normalizing these vectors and storing them as the tangent and bitangent for a vertex lets us use the matrixto transform the direction to light from object space into tangent space. Taking the dot product of the transformed light direction with a sample from the bump map then produces the correct Lambertian diffuse lighting value.

單位化這些向量并將其存為一個頂點的tangent 和bitangent 。

于是,我們可以用下面這個矩陣將光方向從對象空間轉換到切線空間。然后將轉換后的光照方向和bump圖中的采樣值點乘,然后再處理某些矯正因子就可以完成光照的計算。

image

It is not necessary to store an extra array containing the per-vertex bitangent since the cross product N × T′ can be used to obtain mB′, where m = ±1 represents the handedness of the tangent space. The handedness value must be stored per-vertex since the bitangent B′ obtained from N × T′ may point in the wrong direction. The value of m is equal to the determinant of the matrix in Equation (*). One may find it convenient to store the per-vertex tangent vector T′ as a four-dimensional entity whose w coordinate holds the value of m. Then the bitangent B′ can be computed using the formula

我們也不必要存儲bitangent這個值。因為N × T′可以得出我們的mB′,這里的m = ±1,表示切空間的左右手坐標系習慣。表示左右手坐標系習慣的這個值必須逐頂點存儲。因為bitangent B′ 是由N × T′計算得來,就可能指向錯誤的方向。m的值必須要和(*)中的決定保持一致。 所以我們可以用T′的w分量來存儲m值。最后B′的值就可以向下面一樣計算

B′ = T’(N × T′),

 

where the cross product ignores the w coordinate. This works nicely for vertex programs by avoiding the need to specify an additional array containing the per-vertex m values.

向量的叉乘忽略了w分量,因此不會造成任何影響。這樣就可以很好地寫頂點程序,而不用另外用空間來存儲m值。

 

Bitangent versus Binormal

The term binormal is commonly used as the name of the second tangent direction (that is perpendicular to the surface normal and u-aligned tangent direction). This is a misnomer. The term binormal pops up in the study of curves and completes what is known as a Frenet frame about a particular point on a curve. Curves have a single tangent direction and two orthogonal normal directions, hence the terms normal and binormal. When discussing a coordinate frame at a point on a surface, there is one normal direction and two tangent directions, which should be called the tangent and bitangent.

(上面講的就是binormalbitangent的區別)。

Source Code

The code below generates a four-component tangent T in which the handedness of the local coordinate system is stored as ±1 in the w-coordinate. The bitangent vector B is then given by B = (N × T) · Tw.

下面的代碼產生了一個4維的T,其第4個分量用于存儲左右手坐標系習慣。B 是由 B = (N × T) · Tw.計算而來。

#include "Vector4D.h"


struct Triangle
{
    unsigned 
short  index[3];
}
;


void CalculateTangentArray(long vertexCount, const Point3D *vertex, const Vector3D *normal,
                           
const Point2D *texcoord, long triangleCount, const Triangle *triangle, Vector4D *tangent)
{
    Vector3D 
*tan1 = new Vector3D[vertexCount * 2];
    Vector3D 
*tan2 = tan1 + vertexCount;
    ZeroMemory(tan1, vertexCount 
* sizeof(Vector3D) * 2);

    
for (long a = 0; a < triangleCount; a++)
    
{
        
long i1 = triangle->index[0];
        
long i2 = triangle->index[1];
        
long i3 = triangle->index[2];

        
const Point3D& v1 = vertex[i1];
        
const Point3D& v2 = vertex[i2];
        
const Point3D& v3 = vertex[i3];

        
const Point2D& w1 = texcoord[i1];
        
const Point2D& w2 = texcoord[i2];
        
const Point2D& w3 = texcoord[i3];

        
float x1 = v2.x - v1.x;
        
float x2 = v3.x - v1.x;
        
float y1 = v2.y - v1.y;
        
float y2 = v3.y - v1.y;
        
float z1 = v2.z - v1.z;
        
float z2 = v3.z - v1.z;

        
float s1 = w2.x - w1.x;
        
float s2 = w3.x - w1.x;
        
float t1 = w2.y - w1.y;
        
float t2 = w3.y - w1.y;

        
float r = 1.0F / (s1 * t2 - s2 * t1);
        Vector3D sdir((t2 
* x1 - t1 * x2) * r, (t2 * y1 - t1 * y2) * r,
            (t2 
* z1 - t1 * z2) * r);
        Vector3D tdir((s1 
* x2 - s2 * x1) * r, (s1 * y2 - s2 * y1) * r,
            (s1 
* z2 - s2 * z1) * r);

        tan1[i1] 
+= sdir;
        tan1[i2] 
+= sdir;
        tan1[i3] 
+= sdir;

        tan2[i1] 
+= tdir;
        tan2[i2] 
+= tdir;
        tan2[i3] 
+= tdir;

        triangle
++;
    }


    
for (long a = 0; a < vertexCount; a++)
    
{
        
const Vector3D& n = normal[a];
        
const Vector3D& t = tan1[a];

        
// Gram-Schmidt orthogonalize
        tangent[a] = (t - n * Dot(n, t)).Normalize();

        
// Calculate handedness
        tangent[a].w = (Dot(Cross(n, t), tan2[a]) < 0.0F? -1.0F : 1.0F;
    }


    delete[] tan1;
}


How to cite this article

Lengyel, Eric. “Computing Tangent Space Basis Vectors for an Arbitrary Mesh”. Terathon Software 3D Graphics Library, 2001. http://www.terathon.com/code/tangent.html

posted on 2010-12-20 23:17 麒麟子 閱讀(1861) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: GPU and Graphic

青青草原综合久久大伊人导航_色综合久久天天综合_日日噜噜夜夜狠狠久久丁香五月_热久久这里只有精品
  • <ins id="pjuwb"></ins>
    <blockquote id="pjuwb"><pre id="pjuwb"></pre></blockquote>
    <noscript id="pjuwb"></noscript>
          <sup id="pjuwb"><pre id="pjuwb"></pre></sup>
            <dd id="pjuwb"></dd>
            <abbr id="pjuwb"></abbr>
            久久综合久色欧美综合狠狠| 久久先锋影音av| 欧美三级日韩三级国产三级| 亚洲午夜激情免费视频| aa亚洲婷婷| 国产精品一区二区你懂得| 久久国产精品99国产精| 久久aⅴ国产紧身牛仔裤| 极品尤物av久久免费看| 欧美成人蜜桃| 欧美日韩一级视频| 欧美与黑人午夜性猛交久久久| 亚洲尤物影院| 在线观看一区二区视频| 亚洲欧洲在线观看| 国产精品综合不卡av| 久久人人超碰| 欧美激情视频在线播放| 亚洲欧美成人精品| 久久久久青草大香线综合精品| 91久久线看在观草草青青| 亚洲免费激情| 国产亚洲精品久久久久久| 欧美国产国产综合| 国产精品久久久久影院色老大| 久久这里只精品最新地址| 欧美成人高清视频| 久久99伊人| 欧美激情区在线播放| 久久精品麻豆| 欧美视频国产精品| 欧美成人资源| 国产一区二区精品久久99| 亚洲国产精品视频一区| 国产精品国产三级欧美二区| 嫩草影视亚洲| 国产一区二区三区在线观看精品| 欧美福利一区二区| 国产欧美亚洲视频| 亚洲美女中出| 亚洲人成久久| 久久激情综合网| 欧美一区二区三区男人的天堂| 免费成人网www| 久久综合九色综合欧美就去吻 | 欧美一区二区成人| 欧美国产日韩精品免费观看| 久久久亚洲国产天美传媒修理工 | 久久人91精品久久久久久不卡| 亚洲一区在线免费观看| 久久亚洲一区| 久久香蕉精品| 国产喷白浆一区二区三区| 一区二区三区四区五区精品| 最新国产成人av网站网址麻豆| 欧美一区二区三区免费观看视频| 亚洲视频在线观看视频| 欧美激情第1页| 亚洲大胆在线| 亚洲高清不卡| 久久久久久综合| 毛片精品免费在线观看| 国产综合香蕉五月婷在线| 亚洲欧美美女| 久久成人综合网| 国产九九精品| 午夜精品偷拍| 欧美亚洲在线| 国产字幕视频一区二区| 欧美一级视频| 久久综合久久久久88| 在线成人性视频| 另类av导航| 欧美大色视频| 日韩午夜免费视频| 欧美日韩精品免费观看视频| 亚洲乱码精品一二三四区日韩在线 | 欧美中文字幕在线视频| 欧美制服丝袜第一页| 国产视频亚洲精品| 欧美中文字幕在线播放| 久久综合色影院| 最新国产成人在线观看| 欧美精品在线一区二区三区| 99re8这里有精品热视频免费| 亚洲一区二区高清| 国产免费亚洲高清| 麻豆av福利av久久av| 亚洲精品美女在线观看| 亚洲一区在线看| 国产日韩欧美中文在线播放| 久久久999成人| 亚洲国产精品一区二区www在线| 一区二区三区四区五区精品视频 | 在线观看亚洲精品| 欧美剧在线观看| 亚洲在线免费| 欧美福利电影网| 性欧美大战久久久久久久免费观看| 国产亚洲激情视频在线| 久久亚洲欧美国产精品乐播| 日韩午夜在线电影| 久久久久国产免费免费| 亚洲精品视频在线播放| 国产欧美在线观看一区| 欧美成人综合| 欧美一级大片在线观看| 日韩视频中文字幕| 美女亚洲精品| 亚洲欧美一级二级三级| 亚洲国产影院| 国产综合网站| 国产精品久久久久一区二区三区共 | 国产精品婷婷午夜在线观看| 美女视频一区免费观看| 亚洲视频精选在线| 亚洲国内在线| 女女同性女同一区二区三区91| 中文精品视频| 亚洲人成免费| 亚洲电影天堂av| 国产日韩精品一区二区浪潮av| 欧美激情综合五月色丁香小说| 欧美一区二区| 亚洲免费一级电影| 亚洲素人在线| 日韩午夜一区| 亚洲精品一区在线观看香蕉| 欧美 日韩 国产精品免费观看| 欧美一区二区视频97| 在线视频精品一| 亚洲美女在线看| 亚洲青涩在线| 亚洲精品国产精品国自产观看浪潮| 国产在线成人| 国产日韩欧美精品| 国产嫩草影院久久久久| 国产精品理论片| 欧美视频在线看| 欧美日韩视频一区二区三区| 欧美韩日高清| 欧美激情一区二区三区四区| 欧美大片一区二区| 欧美成人午夜免费视在线看片| 久久久久在线观看| 久久综合激情| 欧美1区3d| 欧美精品成人| 欧美日韩在线不卡| 国产精品乱子久久久久| 国产麻豆成人精品| 国产自产高清不卡| 在线观看一区二区视频| 亚洲国产一区二区三区青草影视| 亚洲国产美国国产综合一区二区| 在线观看欧美日本| 亚洲日韩第九十九页| 一区二区高清在线| 亚洲欧美卡通另类91av| 久久aⅴ国产欧美74aaa| 久久人人97超碰精品888 | 欧美一区二区三区视频在线观看| 欧美一级黄色录像| 巨乳诱惑日韩免费av| 欧美成人国产一区二区| 亚洲国产日韩欧美在线动漫| 亚洲九九精品| 性感少妇一区| 玖玖视频精品| 欧美色欧美亚洲高清在线视频| 国产精品看片资源| 亚洲第一久久影院| 一区二区高清视频| 久久国产精品黑丝| 亚洲国产成人在线| 亚洲女人天堂成人av在线| 久久久久九九视频| 欧美日韩一区二区三区| 国产亚洲欧美在线| 一区二区三区 在线观看视频| 久久成人在线| 91久久精品www人人做人人爽| 亚洲欧美日韩天堂| 欧美激情第五页| 国精品一区二区| 中文国产成人精品| 蜜桃精品久久久久久久免费影院| 日韩亚洲精品电影| 久久漫画官网| 国产欧美激情| 夜夜嗨av一区二区三区四季av| 久久久久久自在自线| 一区二区三区鲁丝不卡| 麻豆精品在线视频| 韩日精品视频一区| 午夜亚洲视频| 亚洲人成网站777色婷婷| 欧美在线观看视频一区二区三区| 欧美区国产区| 亚洲国产一区二区三区在线播|