Aktuelle Version vom 27. Mai 2014, 19:17 Uhr

Texelgenaue Texturkoordinaten werden immer dann gebraucht, wenn man mehrere Bilder in einer Textur hat, z.B. bei einer Tilemap oder wenn man zur Laufzeit einen dynamischen Texturatlas erzeugt.

Anwendungsgebiet

Beispiel eines Texturatlas. Unterschiedliche Texturen sind in einem Bild untergebracht.

Ein häufiges Anwendungsgebiet ist wie schon erwähnt das Addressieren von Texturen in einem Texturatlas. Dazu muss man Pixelgenau die einzelnen Teilbilder herausschneiden, um sie auf Objekten anzubringen.

Wenn der Ausschnitt die Pixel im Rechteck x0..x1, y0..y1 abdeckt, dann ist die intuitive Methode um die Texturkoordinaten u0,u1,v0,v1 für eine Textur der Breite w und Höhe h zu erhalten:

 u0 = x0 / w
 u1 = x1 / w
 v0 = y0 / h
 v1 = y1 / h

Beispiel

Um das zweite Tile von links in der untersten Zeile auszuwählen, müssen wir das Rechteck mit x0=64, x1=128, y0=192, y1=256 aus der Textur mit w=256, h=256 rausschneiden. Damit erhalten wir:

 u0 = x0 / w = 0.2500
 u1 = x1 / w = 0.5000
 v0 = y0 / h = 0.7500
 v1 = y1 / h = 1.0000

Problematik

Die Problematik tritt nicht auf, wenn man GL_NEAREST verwendet. In dem Fall reicht es, die obige Methode zur Berechnung der Texturkoordinaten zu verwenden.

Diese Koordinaten bergen allerdings Probleme in sich, sobald man einen anderen Texturfilter als GL_NEAREST verwendet und die Texel nicht 1:1 auf Pixel übertragen werden (also irgendeine Form der Skalierung der Textur statt findet).

Ein Tile mit den obigen Texturkoordinaten auf ein 4×4 größeres Quad gezeichnet

Lösung 1: Texturaddressierung verändern

Tile welches mit den links stehenden Koordinaten auf ein gleich großes Quad gezeichnet wurde (Screenshot um Faktor 2×2 interpolationsfrei hochskaliert)

 u0 = (x0 + 0.5) / w
 u1 = (x1 - 0.5) / w
 v0 = (y0 + 0.5) / h
 v1 = (y1 - 0.5) / h

Dann liegen die Ränder des angezeigten Quads genau auf der Texelmitte, es findet also keine Überblendung mit nebenanliegenden Tiles statt. Dieser Ansatz hat allerdings ein anderes Problem: Die Texturen verschwimmen schon bei einer 1:1 Abbildung, wie im Screenshot rechts zu sehen.

Lösung 2: Rahmen hinzufügen

Tile mit Rahmen, welches mit den originalen Texturkoordinaten auf ein 4×4 größeres Quad gezeichnet wurde

Allerdings hilft diese Lösung nicht, wenn man (automatisch generierte) Mipmaps verwendet. Dafür muss man den Rahmen für jedes Mipmap-Level verdoppeln, was ab einem gewissen Mipmap-Level zu viel Platz benötigt. Oft ist es allerdings so, dass man, wenn man Mipmaps braucht (also unterschiedliche Skalierungen einer Textur anzeigen will) sowieso keine pixelgenaue Darstellung benötigt.

Ein weiterer Nachteil ist, dass man N×M+4 Pixel verschwendet, von denen nur die Hälfte verwendet werden.

Zusammenfassung

Wir stellen fest, dass alle Methoden ihre Vor- und Nachteile haben. Es gibt keine Pauschallösung für das Problem, wenn man nicht alle Bilder in separate Texturen packen will. Man muss sich also klar werden, welche Kriterien wichtig sind und dann die Methodik danach auswählen. Dazu sollte folgende Tabelle hilfreich sein: