Mipmap

Mipmap

Mip Mapping ist eine Antialiasing-Technik für Texturen. Sie wird in modernen 3D-Grafikchips zur Verbesserung der Bildqualität, aber auch der Geschwindigkeit eingesetzt.

Inhaltsverzeichnis

Probleme bei der Texturskalierung

Das Problem beim Texture Mapping von Objekten besteht darin, dass man diese von nah und fern betrachten können soll. Korrelativ zum Erscheinungsbild des Objekts muss also auch die Textur ihre Form und Größe verändern:

  • Maxifikation - die Textur muss stark vergrößert werden, um das Objekt zu bedecken, wenn es nah am Betrachter liegt.
  • Minifikation - die Textur muss stark verkleinert werden, wenn das Objekt sehr weit vom Betrachter entfernt ist (im Extremfall ist das Objekt dann nur noch genau 1 Pixel groß)

Werden keine Gegenmaßnahmen ergriffen, treten bei diesen Skalierungen Aliasing-Effekte auf, die als Artefakte sehr störend sind, besonders bei Mustern mit schrägen oder gerundeten Linien, als Verzerrungen oder Flimmern (Moiré-Effekte).

MIP-Map

Beispiel für eine MIP-Map. Die Kantenlänge des größten Bildes beträgt 28 = 256 Pixel.

MIP ist eine Abkürzung für multum in parvo, was soviel bedeutet wie viel auf kleinem Platz. Eine MIP-Map (auch Bildpyramide) ist eine Folge von Rasterbildern desselben Motivs, jedoch mit abnehmender Auflösung. Die Kantenlänge jedes Bildes ist genau halb so groß wie die des Vorgängerbildes. Das kleinste Bild hat je nach Implementierung eine Größe von 1x1 oder 2x2 Pixel. Daraus folgt, dass alle Bilder quadratisch sein müssen und als Kantenlänge eine 2er-Potenz haben. Man spricht bei diesen Stufen auch von Level of Detail (LOD).

MIP-Maps haben einen höchstens um 1/3 höheren Speicherbedarf als das größte Bild alleine: \sum_{i=0}^\infty \left( \frac{1}{4} \right) ^ i = \frac{1}{1 - \frac{1}{4}} = \frac{4}{3} = 1 + \frac{1}{3} \ \mbox{(geometrische Reihe)}

MIP-Maps können einfach berechnet werden, indem für jedes Pixel des verkleinerten Bildes der Mittelwert der vier korrespondierenden Pixel des Ausgangsbildes berechnet wird. Dies ist rekursiv für alle weiteren Stufen durchzuführen. Dieses Verfahren wird häufig implizit von der Grafikhardware beim Texturladen angewandt, um Speicherbandbreite zu sparen. Eine aufwändigere aber zu besserer Bildqualität führende Methode zur MIP-Map-Berechnung bietet die Fouriersynthese.

MIP-Mapping als Texturfilter

Bei der Minifikation von Texturen beim Texture Mapping wird dasjenige LOD ausgewählt, bei welchem ein Texel groß genug ist, um ein Pixel vollständig zu überdecken.

Auf diese Weise ist sichergestellt, dass jedes Texel der Ursprungstextur Einfluss auf die gestauchte Textur hat und somit keine abtastbedingten Alias-Effekte auftreten. Leider führen gerade die Sprünge zwischen den LODs zu Unstetigkeiten, die als Linien zwischen den MIP-Bändern deutlich sichtbar sind. Jedes dieser Bänder hat einen Schärfegrad, der sich stark von den Nachbarbändern unterscheidet. Außerdem kommt es bei jeder Stauchung, die keiner 2er Potenz entspricht, und auch bei anisotropen Verzerrungen immer zu einem übermäßigen Schärfeverlust.

Siehe auch

Weblinks


Wikimedia Foundation.

Игры ⚽ Поможем решить контрольную работу

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Mipmap — In 3D computer graphics texture filtering, MIP maps (also mipmaps) are pre calculated, optimized collections of images that accompany a main texture, intended to increase rendering speed and reduce aliasing artifacts. They are widely used in 3D… …   Wikipedia

  • Mipmap — En las texturas de los gráficos 3D por computadora, los mapas MIP (comúnmente llamados mipmaps), son colecciones de imágenes de mapas de bits que acompañan a una textura principal para aumentar la velocidad de renderizado y reducir sus artefactos …   Wikipedia Español

  • Mipmap — MIP mapping Le MIP mapping est une technique d application de textures, les MIP maps, qui permet d améliorer la qualité de l affichage. Le but du MIP mapping est d éviter la pixelisation lorsqu on s éloigne d une texture. Le niveau de détail des… …   Wikipédia en Français

  • Mipmap — …   Википедия

  • mipmap — noun A precalculated, optimised collection of images accompanying a main texture, used to increase rendering speed and reduce aliasing artifacts …   Wiktionary

  • Texture filtering — In computer graphics, texture filtering is the method used to determine the texture color for a texture mapped pixel, using the colors of nearby texels (pixels of the texture). In short, it blends the texture pixels together by breaking them up… …   Wikipedia

  • Trilinear filtering — is an extension of the bilinear texture filtering method, which also performs linear interpolation between mipmaps.Bilinear filtering has several weaknesses that make it an unattractive choice in many cases: using it on a full detail texture when …   Wikipedia

  • Bilinear filtering — is a texture filtering method used to smooth textures when displayed larger or smaller than they actually are.Most of the time, when drawing a textured shape on the screen, the texture is not displayed exactly as it is stored, without any… …   Wikipedia

  • OpenGL — Original author(s) Silicon Graphics Developer(s) Khronos Group Stable release 4.2 …   Wikipedia

  • Direct3D — is part of Microsoft s DirectX API. Direct3D is only available for Microsoft s various Windows operating systems (Windows 95 and above) and is the base for the graphics API on the Xbox and Xbox 360 console systems. Direct3D is used to render… …   Wikipedia

Share the article and excerpts

Direct link
… Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”