如何正确地将 2D 图像纹理映射到 icosphere

Question

我正在用 C++ 编写一个简单的图形引擎，它应该能够代表地球。地球被建模为一个 icosphere，我计划使用每个顶点的法线来映射它的纹理。为此，我实际上是在尝试从顶点的法线获取垂直和水平坐标（分别为 φ 和 θ）（即纬度和经度）。

以下是实现我的方法的(edited)函数（在生成新顶点时调用）。当参数n为法向量时，应该return纹理坐标从(0,0)到(1,1)：

glm::vec2 Icosphere::getTexCoord(glm::vec3 n)
{
    float theta = (atan2f(n.x, n.z) / PI) / 2.f + 0.5f;
    float phi = (asinf(-n.y) / (PI / 2.f)) / 2.f + 0.5f;
    return glm::vec2(theta, phi);
}

然而，这产生了意想不到的结果。使用 this test image，我的 icosphere 看起来像这样：

白色和红色小三角形位于 (x,y,z) = (1,0,0)。在第一张图片中，我生成了三角形面较少的圆角球 (320)，而在后者中，我生成了约 82k 个三角形的圆角球。

我怀疑导致这些纹理 "glitches" 的原因是坐标 (0,*) 和 (1,*) 不被认为是相邻的。有正确的方法吗？

注意：这些是我的纹理参数：

/* Configure texture parameters: */
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);

Answer 1

我终于克服了这个丑陋的纹理映射。这个问题确实是由 icosphere 中三角形的特征 non-uniform 方向引起的。在 icosphere（以及二十面体）中，不可能在原点 (0,0,0) 找到不与任何三角形相交的平面。如果我们想到地球，这意味着它的所有 子午线 都与一些三角形相交。这也意味着在映射纹理时，位于纹理垂直边缘（即具有 tex.coord.(1,y) 和 (0,y)）的三角形将在任一侧具有它们的一些顶点。发生这种情况时，纹理将从 x≈1 插值到 x≈0，产生我的图像中显示的效果。

为了解决这个问题，我将纹理环绕设置为GL_REPEAT，并简单地强制一些顶点远离纹理坐标space（即x > 1）。这允许纹理边缘相邻并完美映射纹理：

/* Configure texture parameters: */
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT); // Not GL_CLAMP_TO_EDGE.
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT); // Not GL_CLAMP_TO_EDGE.
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);

结果：

修改边缘三角形的纹理坐标后（GL_CLAMP_TO_EDGE）：

将纹理参数更改为 GL_REPEAT:

如何正确地将 2D 图像纹理映射到 icosphere

How to properly map a 2D image texture to an icosphere

c++

opengl

textures

texture-mapping

结果：