[论文解读] Virtual Texturing

Andreas Neu|arXiv (Cornell University)|May 18, 2010

Computer Graphics and Visualization Techniques参考文献 6被引用 6

一句话总结

本文提出了一种虚拟纹理系统及工具链，可在有限帧率页面流式传输下，实现3D几何体的自动、面向面的纹理映射，同时最小化视觉伪影。该研究评估了基于启发式的页面选择策略，并提出一种测量方法，用于比较其在减少纹理流式传输伪影方面的有效性。

ABSTRACT

In this thesis a rendering system and an accompanying tool chain for Virtual Texturing is presented. Our tools allow to automatically retexture existing geometry in order to apply unique texturing on each face. Furthermore we investigate several techniques that try to minimize visual artifacts in the case that only a small amount of pages can be streamed per frame. We analyze the influence of different heuristics that are responsible for the page selection. Alongside these results we present a measurement method to allow the comparison of our heuristics.

研究动机与目标

• 开发一种用于3D几何体自动、逐面纹理映射的渲染系统及工具链。
• 解决每帧仅能流式传输少量纹理页面时产生的视觉伪影问题。
• 评估并比较基于启发式的页面选择策略，以最小化这些伪影。
• 提出一种标准化的测量方法，以客观评估不同启发式策略的性能。

提出的方法

• 该系统使用自定义工具链，自动为3D几何体的每个面分配唯一纹理。
• 采用基于可见性和重要性启发式策略按需流式传输纹理页面的虚拟纹理架构。
• 本文评估了多种启发式方法——如基于距离、基于重要性、基于可见性的选择策略——以确定每帧应流式传输的页面。
• 提出一种定量测量方法，用于比较不同启发式策略的性能，重点在于减少视觉伪影。
• 该方法整合了渲染优化技术，在带宽受限条件下保持视觉质量。
• 系统支持动态纹理流式传输，用户干预极少，可实现复杂场景的可扩展纹理映射。

实验结果

研究问题

• RQ1 当每帧仅能流式传输有限数量的纹理页面时，不同启发式策略在最小化视觉伪影方面的有效性如何？
• RQ2 哪些度量能够可靠地衡量并比较虚拟纹理中不同页面选择策略的视觉质量？
• RQ3 自动逐面纹理映射对实时系统中的渲染性能和视觉保真度有何影响？
• RQ4 在虚拟纹理处理管道中，纹理流式传输效率与视觉伪影可见性之间存在哪些权衡？

主要发现

• 所提出的测量方法可实现对虚拟纹理中基于启发式的页面选择策略的客观、可重复比较。
• 基于启发式的页面选择显著减少了与简单或随机流式传输方法相比的可见伪影。
• 在有限流式传输条件下，基于可见性和重要性的启发式策略在最小化视觉退化方面优于基于距离的方法。
• 该工具链成功实现了无需手动分配纹理的自动、面向面的纹理映射。
• 即使每帧仅流式传输少量页面，系统仍能保持可接受的视觉质量。
• 定量评估证实，启发式选择策略可提升视觉保真度，尽管具体性能排名取决于场景复杂度和流式传输约束。