Mipmapping

Mipmapping to technika teksturowania bitmapami wykorzystywana w grafice trójwymiarowej, która pozwala uniknąć artefaktów i tym samym uzyskać lepszą jakość obrazów. Przyspiesza ona również sam proces teksturowania. Mipmapping został opracowany przez Lance Williamsa w 1983 roku.

Mipmapping wykorzystuje serię MIP map (mipmap), tj. tekstur o różnych rozmiarach, które są wynikiem skalowania wyjściowej tekstury. Jeśli wyjściowa tekstura ma rozmiar będący potęgą dwójki $2^{n}\times 2^{n}$, to zostanie wygenerowanych $n$ mipmap o rozmiarach $2^{n-1}\times 2^{n-1}$, $2^{n-2}\times 2^{n-2}$, itd., aż do tekstury o rozmiarach 1x1 pikseli. Np. jeśli $n=8$, to kolejne mipmapy mają rozmiary: 256x256 (oryginalna tekstura), 128x128, 64x64, 32x32, 16x16, 8x8, 4x4, 2x2 i 1x1.

Przykładowe mipmapy

Skalowanie może być wykonane w prosty sposób poprzez uśrednianie pikseli, albo jedną z bardziej zaawansowanych technik filtrowania. Kolejne mipmapy są wstępnie pozbawione zakłóceń.

Następnie do poteksturowania obiektu trójwymiarowego używa się tej tekstury, której rozdzielczość jest wystarczająca do reprezentowania obiektu obserwowanego z pewnej odległości i to właśnie od odległości zależy, która mipmapa zostanie wybrana. Im obiekt znajduje się dalej od obserwatora, tym mniejszą zajmuje powierzchnię i tym mniejsza tekstura jest potrzebna. Np. jeśli obiekt ma wymiary ok. 10x13 pikseli, to do jego poteksturowania wystarczy tekstura 16x16, jeśli obiekt ma ok. 54x40 to wystarcza tekstura 64x64 itd. W obu przykładach nie ma sensu odwoływać się do tekstury o najwyższej rozdzielczości (powiedzmy 256x256) bo i tak duża część pikseli nigdy nie będzie widoczna.

W przypadku filtrowania dwuliniowego wybierana jest jedna "mipmapa", a w przypadku filtrowania trójliniowego brane są dwie najbliższe i dokonywana jest ich interpolacja.

Po lewej płaszczyzna poteksturowana bez mipmappingu, po prawej z zastosowaniem techniki mipmappingu

Zalety mipmappingu:

• wstępne usuwanie zakłóceń skalowanych tekstur, co ma istotne znaczenie w grafice czasu rzeczywistego (gry komputerowe, symulatory lotu).
• zwiększenie prędkości teksturowania, ponieważ przetwarzana jest o wiele mniejsza liczba pikseli tekstury.

Wady:

• zwiększenie wymagań pamięciowych o 1/3.

Mipmapping jest implementowany sprzętowo w kartach grafiki.

Zobacz też

• filtrowanie anizotropowe
• filtrowanie trójliniowe