Abstract Node Types. X3D Profiles. X3DChildNode. X3DChildNode X3DBoundedObject X3DGroupingNode X3DInfoNode X3DUrlObject (Interface)

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1 Abstract Node s INF 1366 Computação Gráfica Interativa X3D: Grouping Nodes, Viewing & Navigation, Appearance Alberto B. Raposo abraposo@tecgraf.puc-rio.br X3DChildNode X3DBoundedObject X3DGroupingNode X3DInfoNode X3DUrlObject (Interface) X3DChildNode X3D s Comum a todos os nós X3D. Indica que o nó pode ser usado como filho de um nó de agrupamento Usado nos campos children, addchildren e removechildren de um X3DGroupingNode 1

2 X3DBoundedObject X3DGroupingNode Objeto que pode ter uma bounding box, útil para determinar visibilidade e tratar colisão de objetos Implementa X3DChildNode e X3DBoundedObject children addchildren [0, ) ou removechildren [0, ) ou Sem bounding box X3DInfoNode e X3DUrlObject X3DInfoNode (permite que qualquer nó tenha metadados) X3DUrlObject MFString url [ URN ] ou Grouping Nodes Nós para agrupar outros nós, criando a estrutura hierárquica da cena. Objetivos: Estruturar a cena, agrupando pedaços relacionados Criar subgrapfs de nós relacionados, facilitando, por exemplo, a animação Manter sistema de coordenadas comum Facilitar reuso de partes da cena (DEF e USE) 2

3 Exemplos Group / StaticGroup Transform Inline LOD Switch Anchor Billboard Collision Grouping Nodes Group / StaticGroup Apenas agrupa nós da cena StaticGroup não permite modificações (inserção, remoção, animação, ou qualquer alteração) nos seus nós filhos Porém, o browser pode fazer otimizações na estrutura interna do grafo de cena, aumentando desempenho da visualização Group / StaticGroup Transform Define systema de coordenadas para os filhos Cada filho pode ter suas transformações, em relação ao sistema de coordenadas do pai. Ver exemplo animado 3

4 Inline Pega nó de um outro arquivo X3D (do primeiro endereço válido a partir de uma lista de urls). Mais forte que um link em HTML, que só direciona para um url. O Inline deve referenciar um arquivo X3D válido e que não ultrapasse as restrições de profile, componentes e nível do arquivo que o chama. Inline Não permite inclusão e remoção de filhos (addchildren e removechildren) MFString load url true [0, ) ou Inline LOD Implementa níveis de detalhes center MFFloat range forcetransitions children False (v 3.1) [0, ) ou 4

5 LOD Switch Similar ao LOD, mas é autor quem define qual dos filhos será renderizado (apenas 1 pode ser renderizado a cada instante) Usado, por exemplo, para animação de geometrias SInt32 whichchoice -1 [-1, ) children Exemplo de LOD [0, ) ou Switch - Exemplo Anchor É um hiperlink dentro da cena: move para outra câmera ou outra cena X3D SFString description (null string) MFString url (null string) MFString parameter (null string) children addchildren removechildren [0, ) ou 5

6 Anchor - parâmetros Billboard url Lista de urls de onde se pegará o primeiro válido, ao se selecionar o(s) objeto(s) do Anchor parameter Informações adicionais parameter = target=blank parameter = target=frame_name Objetos do nó Billboard estão sempre virados de frente para a câmera. Bom para texto, por exemplo. axisofrotation children addchildren removechildren [0, ) ou Exemplo de Billboard Collision Collision Detecta colisão entre câmera e objetos agrupados nesse nó. Apenas nós geométricos provêem colisão, com exceção de pontos, linhas e texto Pode ter um objeto proxy (não renderizado) que substitui a geometria real para efeito de cálculos de colisão (geralmente usado para otimização do cálculo). SFTime outputonly enabled collidetime isactive proxy children addchildren removechildren True Shape ou X3DChildNode [0, ) ou 6

7 Viewing & Navigation Nodes X3DBindableNode X3DBindableNode Só um nó de cada tipo bindable pode estar ativo a cada instante Exemplos Viewpoint NavigationInfo Background TextureBackground Fog SFTime outputonly outputonly set_bind isbound bindtime Viewpoint (câmera) NavigationInfo centerofrotation SFString description (null string) SFFloat fieldofview π /4 (0, π) jump true SFRotration orientation [-1 1] position set_bind outputonly isbound SFTime outputonly bindtime centerofrotation: ponto em torno do qual a câmera girará no EXAMINE 7

8 NavigationInfo NavigationInfo type speed Velocidade com que o usuário navega na cena headlight Se há uma luz direcional (não é luz spot luz de capacete de mineiro) na direção do look-at transition Como se dá a trasição entre câmeras: TELEPORT, LINEAR (interpolação), ou ANIMATE (browserspecific) NavigationInfo visibilitylimit Distância esperada do objeto mais distante visível 0 significa sem distância máxima avatarsize Aparência, Material e Textura Cada nó Shape tem: 1 aparência (Appearance node) 1 X3DGeometryNode Cada nó Appearance têm: 1 Material node Transparência e uma série de propriedades de cor 1 FillProperties e 1 LineProperties nodes Padrões para preenchimento e cores de borda 1 Texture node Aplica imagem ou vídeo sobre superfície do objeto geométrico 8

9 Apperance Material Node ambientintensity Material Node O quanto de luz ambiente essa superfície reflete (depende apenas das fontes de luz, e não de suas posiçõesem relação ao objeto) diffusecolor Reflete as fontes de luz em função de seus ângulos em relação à superfície: quanto mais direto, mais reflexão Material Node emissivecolor O quanto de luz o próprio objeto emite (i.e., ele será visível sem nenhuma outra fonte de luz no ambiente) specularcolor e shininess Definem os highlights especulares em função do ângulo da fonte com o objeto e também do observador em relação ao objeto: se esses 2 ângulos forem próximos, maior a reflexão especular Menor shininess significa highlight mais soft transparency 0 é opaco, e 1 e completamente transparente 9

10 Material Nodes: Exemplos Testando materiais Apenas diffusecolor="1 0 0" Apenas emissivecolor="0 0 1" Apenas specularcolor="0 1 0" e diffusecolor="1 0 0" Usando transparência parcial na esfera ao lado Texturas Modelos de iluminação não são apropriados para descrever todas as diferenças de cor observáveis em uma superfície Superfícies pintadas com padrões ou imagens A capa ou uma página de um livro Superfícies com padrões de rugosidade Tecidos ou uma parede de tijolos Em princípio é possível modelar esses detalhes com geometria e usando materiais de propriedades óticas distintas Na prática, esses efeitos são modelados usando uma técnica chamada mapeamento de textura Mapeamento de Textura A idéia é reproduzir sobre a superfície de algum objeto da cena as propriedades de alguma função ou mapa - bidimensional (cor, por exemplo) Cláudio Esperança e Paulo Roma Cavalcanti Cláudio Esperança e Paulo Roma Cavalcanti 10

11 Espaço de Textura Espaço de Textura Texturas 2D são funções T (s, t) cujo domínio é um espaço bidimensional e o contradomínio pode ser cor, opacidade, etc É comum ajustar a escala da imagem de tal forma que a imagem toda se enquadre no intervalo 0 s, t 1 Normalmente a função em si é derivada de alguma imagem capturada Se a imagem está armazenada numa matriz Im [0..N 1, 0..M 1] Então T (s, t) = Im [ (1 t) N, s M ] t s Pode ser vantajoso assumir que o padrão da imagem se repete fora desse intervalo T (s, t) = Im [ (1 t) N mod N, s M mod M ] Cláudio Esperança e Paulo Roma Cavalcanti Cláudio Esperança e Paulo Roma Cavalcanti Função de Mapeamento Retorna o ponto do objeto correspondente a cada ponto do espaço de textura (x, y, z) = F (s, t) Corresponde à forma com que a textura é usada para embrulhar (wrap) o objeto Na verdade, na maioria dos casos, precisamos de uma função que nos permita desembrulhar (unwrap) a textura do objeto, isto é, a inversa da função de mapeamento Se a superfície do objeto pode ser descrita em forma paramétrica esta pode servir como base para a função de mapeamento Cláudio Esperança e Paulo Roma Cavalcanti Exemplos de diferentes funções de mapeamento de textura 11

12 Processo de Mapeamento de Texturas Projeção do pixel sobre a superfície Pontos da superfície correspondentes aos vértices do pixel Parametrização Coordenadas paramétricas dos vértices do pixel projetados Mapeamento inverso Coordenadas dos vértices no espaço de textura Média Cor média dos Texels proporcional à àrea coberta pelo quadrilátero ImageTexture node Aplica imagens sobre geometria (.jpg,.png,.gif) Exemplo v u j i t Objeto com textura aplicada Objeto sem textura Imagem aplicada como textura s Cláudio Esperança e Paulo Roma Cavalcanti ImageTexture node MovieTexture Node MFString url repeats repeatt true true [urn] Aplica vídeo sobre geometria Formato suportado Mpeg-1 Browsers podem suportar outros formatos, como.mov e.avi 12

13 MovieTexture Node TextureTransform node Transformações nas coordenadas de textura para melhor alinhar as imagens da textura à geometria TextureTransform Node INF 1366 Computação Gráfica Interativa X3D: Grouping Nodes, Viewing & Navigation, Appearance Alberto B. Raposo 13