Utilisation du multitexturing

    Comprendre et mettre en pratique le multitexturing en VRML grâce aux extensions de
    mutitexturage de BScontact et Blaxxun (pas d'utilisation des shaders).
    Les différents exemples utilisent deux textures pour être compatible avec le maximun
    de cartes graphiques 3D.
    Le didacticiel fait référence à des logiciels spécifiques, mais les fonctions utilisées sont
    présentes dans de nombreux autres outils du même genre. ( Blender?, lightwave ,maya
    ,Gimp , paintshoppro, Med Editor, vrmlpad...).

    Understand and practice the multitexturing in VRML with the mutitexturing
    extensions of BScontact and Blaxxun (not use shaders).
    The various examples use only two textures to be compatible with the maximun
    of 3D graphics board.
    The tutorial refers to specific application softwares, but functions used are present
    in many other tools of the same kind (Blender?, lightwave, Maya, Gimp,
    paintshoppro, Med Editor, vrmlpad...).

2) Texture vs MultiTexture

VRML VRML+BScontact extension

3) Détail mapping / Detail mapping

3-1) Objectif du didacticiel / Tutorial objective :

    Comprendre et mettre en pratique le multitexturing en VRML sous BS6,
    en utilisant le "detail mapping" pour le texturage d'un terrain.

    Understand and practice the multitexturing in VRML under BS6,
    by using the detail mapping for the ground texturing.

3-2) Connaissances requises / Necessary knowledge :

Utilisation d'un logiciel de Landscape (wolrdmachine, terragen,vistapro.....).
Application d'un "displacement" avec un éditeur 3d à un maillage.
Mapping plan d'un maillage.
Utilisation d'un logiciel de bitmap 2d gérant les calques.
Connaissance du VRML pour modifier le fichier sourçe.

Use of a Landscape software (wolrdmachine, terragen, vistapro.....).
Applying of a displacement with a 3D editor to a mesh.
Plane mapping of a mesh.
Use of a 2D bitmap software with layers.
Experience of VRML to modify the source file .

3-3) Detail mapping :

    Dans le cas d'un terrain, une seule texture ne permet pas en général d'avoir une
    qualitée de texturage suffisante :
        a) Soit la texture est trop petite, auquel cas la répétition est visible, surtout de
        loin, même si la texture est bien faite et sans jointures (seamless).
        b) Ou bien une grosse texture qui recouvre tout le terrain ce qui donne une
        bonne qualitée de loin mais pas pour un utilisateur qui marcherait sur le terrain.

    La solution est donc d'utiliser le multitexturing pour conjuguer les deux solutions,
    en superposant les deux textures grâce à l'extension VRML de BS6, en donnant
    à chacunes une taille différente.

    In case of ground, only one texture does not permit to obtain in general an
    adequate quality of texturing :
        a) If the texture is too small, the repetition is perceptible, especially in the
        far, even if texture is well done and seamless.
        b) Or a large texture which cover up all the ground, the quality is good in
        the far, but not for an user who would walk on the ground.

    The solution is to use the multitexturing to combine the two solutions, by
    superimposing two textures with the VRML BS6 extension and in giving
    eachother a different size.

3-4) Description :

    3-4a) Création du terrain / Ground creation

    Pour cet exemple j'ai crée un terrain dans un logiciel de landscape (wolrdmachine,
    terragen, vistapro.....).
    J'ai récupéré à partir de cet utilitaire une map de relief, une map de lightmap.
    (utilisation de worldmachine, j'ai directement capturé l'écran pour récupérer les maps
    découpées alors avec photoshop)

    for this exemple, I create a ground in a landscape software (wolrdmachine,
    terragen, vistapro.....).
    I made with this utility a relief map, a lightmap (using worldmachine, I directly
    captured the screen to recover the maps, cut out then with photoshop)
    http://www.world-machine.com/

Le relief du terrain / Relief of the ground lightmap

    3-4b) Création du maillage / Mesh creation

    Passons au maillage du terrain. J'importe le relief du terrain dans mon logiciel de 3d
    habituel où je réalise un DISPLACEMENT pour créer le terrain à partir de la map
    de relief.
    (je préfére créer le maillage directement dans mon éditeur 3d plutot que de l'exporter
    à partir du logiciel de landscape)

    After that, I import the ground relief in my usual 3D software, where I apply a
    DISPLACEMENT on the mesh for create the ground from the relief map.
    (I prefer to create directly the mesh in my 3D editor rather than to export it
    from the landscape software).

le maillage d'origine 100*100m / idem après displacement
the origin ground mesh / same after displacement

    3-4c) Mapping du maillage / Mesh mapping

    J'applique ensuite un mapping plat au maillage puis j'exporte en VRML.
    (sous 3dsmax j'utilise "l'exporteur" VRML de base, ne pas oublier avant l'export
    d'appliquer une texture bitmap au maillage, sans quoi les coordonnées de mapping
    ne seront pas présentes dans le fichier VRML)

    After that, I apply a plane mapping to the mesh and I export in VRML.
    (Under 3dsmax I use the basic VRML exporter. Don't forget before the export
    to apply a bitmap texture to the mesh, without that mapping coordinates will be
    not in the VRML file).

mapping plat sur le terrain / flat mapping on the ground

    3-4d) Texture de pigment / Pigment texture

    Avec un logiciel bitmap utilisant les calques, je réalise alors la texture de pigment
    en mixant la texture lightmap et une image contenant la couleur. C'est la texture
    de base à appliquer au maillage, j'ai choisi une taille de 256*256 pour cette texture
    car le terrain est petit :
        Texture pigment 256*256
        Terrain maillage 100m*100m
       2.56 pixel/metre
        VRML 1<=>1 metre

    With a bitmap software using layers, I realize the pigment texture in mixing
    lightmap texture and a colored picture. This is the texture to apply to the mesh.
    I choose the size 256*256 for this texture because the ground is small.
        pigment texture 256*256
        mesh texture 100m*100m
        2.56 pixel/meter
        VRML 1<=>1 meter

Lightmap image contenant du "bruit" et la couleur / a picture with noise and colors

Texture pigment qui sera utilisée sur le maillage
pigment texture will be use on the mesh

    3-4e) Texture detail

    je l'ai trouvé sur noctua-graphics où il y a plein de textures seamless libres, J'ai modifié
    la couleur et le contraste. Elle est de grande taille, c'est important pour une texture de
    détail.

    I found it on noctua-graphics where there are many free seamless textures. I
    modify the color and the contrast. She has a big size, it is important for a
    details texture .

Texture détail qui sera utilisée sur le maillage
Detail texture who will be used on the mesh

    3-4f) Modification du source VRML / VRML source modification

    Editer le fichier source à "la main" est rébarbatif, mais cela permet de controler à 100%
    le résultat. Nous avons donc le fichier VRML, la texture de pigment, la texture de détail.
    Il reste à modifier notre fichier source en VRML pour y ajouter le multitexturing. Grâce
    à un éditeur de texte, nous allons remplacer le node "texture" par un "MultiTexture " :

    Edit manually the source file is unpleasing, but it is possible to control by 100%
    the result. We have the VRML file, the pigment texture and the detail texture.
    It remains to modify our VRML source to add the multitexturing. With a texte
    editor, we will replace the "texture" node by a "multitexture" :

#nodes à remplacer / nodes to replace
#utilisation d'une seule texture / one texture
texture ImageTexture{ url "pigment.jpg" }
textureTransform     TextureTransform { scale 20 20 }

#par celui-ci / by this
#utilisation du node de BS6 & Blaxxun multitextures
#BS6 & Blaxxun multitextures use
texture MultiTexture {
    mode [ "REPLACE" "MODULATE2X" ]
    texture [
        ImageTexture{ url "detail.JPG"    }
        ImageTexture{ url "pigment.jpg"    }
    ]
    textureTransform[
        TextureTransform { scale 20 20 }
        TextureTransform {     scale 1 1   }
    ]
}

    Ajoutons ensuite en entête la définitions en externproto des extensions au VRML de
    BScontact 6 que nous utilisons:
    Next let us add in heading the externproto definitions of BScontact extensions
    which we use :

EXTERNPROTO MultiTexture[
    exposedField SFBool materialColor
    exposedField SFBool materialAlpha
    exposedField SFBool transparent
    exposedField SFBool nomipmap
    exposedField MFString mode
    exposedField MFString type
    exposedField MFNode texture
    exposedField MFNode textureTransform
    exposedField MFInt32 textureOp
    exposedField SFColor color
    exposedField SFFloat alpha
]
["urn:inet:bitmanagement.de:node:MultiTexture", "http://www.bitmanagement.de/vrml/protos/nodes.wrl#MultiTexture", "nodes.wrl#MultiTexture"]

EXTERNPROTO MultiTextureCoordinate[
    exposedField MFNode coord
]
["urn:inet:bitmanagement.de:node:MultiTextureCoordinate", "http://www.bitmanagement.de/vrml/protos/nodes.wrl#MultiTextureCoordinate", "nodes.wrl#MultiTextureCoordinate"]

EXTERNPROTO TextureCoordGen[
    exposedField SFString mode
    exposedField MFFloat parameter
]
["urn:inet:bitmanagement.de:node:TextureCoordGen", "http://www.bitmanagement.de/vrml/protos/nodes.wrl#TextureCoordGen", "nodes.wrl#TextureCoordGen"]

    Pour finir ajoutons divers éléments pour finir la scène, la lumiére n'éclaire pas le terrain
    dont la texture pigment.jpg contient déjà les informations de l'éclairage :

    To close let us add various elements to finish the scene, the light does not
    lighting the ground whose texture pigment.jpg contains already information of
    lighting :

PointLight {
location   -100 100 -100
radius 1000
}

Background {
groundAngle   1.57079
groundColor   [ 0.3 0.4 1,
        0.3 0.4 1 ]
skyAngle   [ 0.2, 1.57079 ]
skyColor   [ 1 1 0,
        0.8 0.8 1,
        0.3 0.4 1 ]
}

Viewpoint {
position   -48.72 1.6 46.85
orientation   0.126 -1 0 0.52
fieldOfView   0.95 #0.785398
}

NavigationInfo {
avatarSize   [ 0.25, 1.6, 0.75 ]
headlight   FALSE
speed   0.5
type   "WALK"
}

4) 2 textures, 2 "mapping"

4-1) Objectif du didacticiel / Tutorial objective :

    Comprendre et mettre en pratique le multitexturing en VRML sous BS6,
    en utilisant 2 textures sur un maillage avec un mapping pour chaque textures.
    Understand and practice the multitexturing in VRML under BS6,
    by using 2 textures on a mesh with one mapping for each textures.

4-2) Connaissances requises / Necessary knowledge :

Mapping manuel d'un maillage dans un éditeur 3D.
Mapping cylindrique d'un maillage dans un éditeur 3D.
Connaissance du VRML pour modifier le fichier sourçe.

Manual Mapping of a mesh in a 3D editor.
Cylindrical Mapping of a mesh in a 3D editor.
Experience of VRML to modify the source file.

4-3) Deux Mapping différents / two differents mapping ?

    Comme dans les logiciels 3D, en VRML grâce aux extensions de BS6 il
    est possible d'appliquer un mapping différent pour les différentes textures d'un objet.
    Dans l'exemple qui suit, une sorte de réservoir, je vais appliquer deux textures :
        - de l'acier rouillé pour la matière de base.
        - une texture comprenant trois logos qui seront appliqués sur le maillage
    indépendament de leurs positions dans la texture.

    As in the 3D software, in VRML with the BS6 extensions it is possible to
    apply a different mapping for various textures of an object.
    In the example which follows, a kind of tank, I will apply two textures :
        - rusted steel for the first texture.
        - a texture including three logos which will be applied to the mesh
        independently of their positions in texture.

iron02.jpg logos.jpg

4-4) Description :

    4-4a) Le modèle / model

    Pour la modélisation du réservoir, j'utilise l'outil EXTRUSION sur la coupe du réservoir
    (12m de diamètre) :
    For modeling the tank, I use the tool EXTRUSION on the 2d cut of the tank
    (12m of diameter).

coupe 2D / cut 2d extrusion

    (j'utilise souvent le modeleur AMAPI qui est trés intuitif, il existe des versions gratuites,
    j'ai récupéré la mienne dans une revue ! j'exporte ensuite en *.3DS, www.amapi.net
     www.eovia.com).

    (Often I use the modeller AMAPI which is very intuitive, there are free versions,
    I recovered mine in a review ! then I export in * 3DS, www.amapi.net
    www.eovia.com).

    4-4b) Texture/mapping n°1

    Pour la première texture (provient de noctua-graphics) représentant l'acier , un
    mapping en cylindre conviendra à la forme du réservoir.
    For the first texture (comes from noctua-graphics) representing steel, a cylinder
    mapping will be appropriate for the shape of the tank.

    Exportons cette premiére version de l'objet en VRML dans un fichier
    temporaire:source1.wrl
    Let us export this first version of the VRML object in a temporary
    file: source1.wrl

    4-4c) Texture/mapping n°2

    Réalisons maintenant le mapping de la deuxième texture. Nous allons mapper les
    triangles du maillage sur la texture "logo.jpg".
    Les éditeurs 3D permettant le mapping ont généralement un outils pour cette fonction :
        - Pour COSMOWORLD, c'est le PEP texture applicator.
        (Aprés l'avoir uitilisé, il vaut mieux faire un import/export du fichier VRML avec
        3DSmax, cela permet d'avoir un tableau "texCoordIndex" trié)
        - Sous 3DSmax, il y a le modificateur "unwrapUVW".

    Let us make the mapping of the second texture.We are going to map the
    triangles of the mesh on texture "logo.jpg".
    The 3d editors allowing the mapping, have generally tools for this function :
        - For COSMOWORLD, this is the PEP texture applicator.
        (After using it , it is better to do an import/export of VRML file with 3DSmax,
        this operation create a sorted table "texCoordIndex" )
        - Under 3DSmax, there is the modifier "unwrapUVW".

    Exportons cette deuxiéme version de l'objet en VRML dans un fichier temporaire :
    source2.wrl
    Export this second version of the vrml object in a temporary file : source2.wrl

    4-4d) Modification du source VRML / VRML source modification

    On a donc deux fichiers vrml ( source1.wrl source2.wrl ) contenant le même maillage
    avec un texturage/mapping différent.
    Utilisons un éditeur de texte pour créer un troisième fichier contenant le maillage avec
    les deux textures/mapping :

    We have now two vrml files (source1.wrl source2.wrl) including the same mesh
    with a different texture/mapping :
    Let us to use a text editor to create a third file including the mesh with both
    texture/mapping :

Copy to clipboard to ZOOM

source1.wrl + source2.wrl = final.wrl

    ! ATTENTION, les valeurs du tableau "texCoordIndex" des deux fichiers sources
    doivent être identiques (l'exporteur de base de 3DSmax fait cela trés bien, 4-4c ).
    ! BE CAREFUL, values of table "texCoordIndex" of two source files must be
    identicals. ( the 3DSmax export make that very well, 4-4c).

    4-4e) Placement

    Reste à placer maintenant l'objet dans la scéne, j'utilise pour cela les protos de
    M. peter gerstmann, la rotation puis la translation (VisibleTransformsPackage:
    visual object manipulators).
    Remain to place now the object in the scene, for that I use protos of
    Mr. Peter gerstmann, the rotation then the translation
    (VisibleTransformsPackage: visual object manipulators).
    http://accad.osu.edu/~pgerstma/

5) Chrome

5-1) Objectif du didacticiel / Tutorial objective :

    Utiliser les extensions au VRML de BS6 pour réaliser un effet de chrome
    sur des surfaces arrondies simulant des flaques et une surface plane pour le contenu
    du réservoir du didacticiel précédent.

    To use the VRML extensions of BS6 to make a chrome effect on round surfaces
    simulating puddles and a plane surface for the top of the tank of the preceding
    tutorial.

5-2) Connaissances requises / Necessary knowledge :

Mapping plan d'un maillage.
Connaissance du VRML pour modifier le fichier sourçe.

Plane Mapping on a mesh.
Experience of VRML to modify the source file .

5-3) Chrome :

    L'effet de chrome est rendu par BS6 qui calcule en temps réel les coordonnées de
    texture du maillage suivant la projection de type "SPHERE" :
                TextureCoordGen {mode "SPHERE"}
    Suivant la texture, le type de projection, on peut donner différents effets...
    Pour cet exemple je vais appliquer deux textures aux modèles, la texture de chrome
    dont le mapping sera dynamique, une texture orange avec un mapping plan :

    The chrome effect is render by BS6 which calculates in realtime the texture
    coordinates of the mesh with a "SPHERE" projection :
                TextureCoordGen {mode "SPHERE"}
    According to texture, the projection type, we can put differents effects...
    For this example I will apply two textures on the models, the chrome map with
    dynamic mapping, an orange texture with a plane mapping :

reflet.jpg orange.jpg

5-4) Description :

    5-4a) Modèle n°1 / Model n°1

    Une extrusion pour le corps des flaques.
    An extrusion for the body of the puddle.

    5-4b) Mapping du modèle n°1 / mapping of the model n°1

    Appliquons un mapping plat, qui servira pour la texture fixe.
    Sur l'image le mapping est grand car j'utilise le même que celui du terrain .

    Let us apply a flat mapping for the fixed texture.
    On the picture the mapping is large because I use the same one of the ground .

Exportons l'objet en VRML.
Export the object in VRML.

    5-4c) Modification du source VRML / VRML source modification

    Ajoutons le multitexturing & les mapping pour les quatres flaques de liquide orange.
    Dans le MultiTextureCoordinate on ajoute le mapping "SPHERE" pour la texture
    reflet.jpg.

    Let us add the multitexturing & the mapping for the four puddles of orange liquid.
    In the MultiTextureCoordinate add the mapping "SPHERE" for the texture
    reflet.jpg.

Copy to clipboard to ZOOM

source modif

    ! ATTENTION, l'effet dépend de la valeur de lissage : CREASEANGLE 3.14
    ! BE CAREFUL, the effect depends on the value of smoothing : CREASEANGLE
    3.14

    5-4d) Modèle n°2 / model n°2

    Pour la surface du réservoir il faut suivre la même procédure. Mais pour le mapping il
    faut utiliser "CAMERASPACEREFLECTIONVECTOR".

    For the top of the tank you must follow the same procedure. But for the mapping
    it is necessary to use "CAMERASPACEREFLECTIONVECTOR".

6) Lightmap & Light Map Maker

6-1) Objectif du didacticiel / Tutorial objective :

    Réaliser l'éclairage d'une scéne rapidement grâce à LMM (light map maker) dont
    l'exportation en VRML utilise les extensions au VRML de BS 6 pour afficher deux
    textures:
        pigment + lightmap

    Quickly make the lighting of a scene with LMM (light map maker) wich export
    in VRML with the BS6 VRML extensions for rendering two textures :
        pigment + lightmap

6-2) Connaissances requises / Necessary knowledge :

Mapping plan d'un maillage.
Connaissance du VRML pour modifier le fichier sourçe.

Plane Mapping on a mesh.
Experience of VRML to modify the source file .

6-3) Lightmap :

    Le principe des lighmap est simple, il s'agit de mélanger une texture de pigment avec une
    texture contenant l'éclairage (voir les sites relatifs aux lightmaps de Quake), la seconde
    ayant une faible résolution.

    The principle of the lighmap is simple, mixing a texture of pigment with a texture
    including lighting (see the sites about Quake lightmaps) ,the second having a low
    resolution .

Copy to clipboard to ZOOM

lightmap texture final

    Pour cet exemple je vais éclairer un modèle utilisant une texture.
    J'utilise LMM pour l'éclairage car il est simple, on importe le fichier *.3ds, on ajuste les
    paramètres de la scène (éclairage, texture, précision des surfaces) puis on exporte en
    *.wrl..
    Malgrés le numéro de version : 0.3 de LMM , il est trés interressant, de plus le prix de
    la license est de 38$ !
    & l'excellent support technique est trés rapide.

    For this example I'm lighting a model using one texture.
    I'm using LMM for lighting because it is simple, first import *.3ds file, next adjust
    parameters of the scene (lighting, texture, surfaces precisions ).
    LMM is in beta 0.3, but it is interesting, and the license price is 38$ !
    & the excellent technical support is very fast.
    www.windssoft.com

lightmap 256*256 pigment 512*512

6-4) Description :

    6-4a) Modèle / model

    Quelques extrusions & une copie suivant un cercle pour les piliers ...
    Somes extrusions & a copy along a circle for the pillars ...

    6-4b) Mapping

    Appliquons un mapping en forme de cube pour tous les élements de la scène, qui servira
    pour la texture de pigment.
    Sur l'image le mapping est grand car j'utilise le même que celui du terrain.

    Let us apply a box mapping on all the scene elements, it will be use for pigment
    texture.
    On the picture the mapping is large because I use the same one of the ground .

    Exportons l'objet en *.3DS pour l'utiliser dans LMM.
    Avec LMM quand j'utilise plusieurs textures, j'exporte un fichier *.3DS par texture car
    LMM en import *.3DS ne sépare pas les objets.

    Export the object in * 3DS to use it in LMM.
    With LMM when i'm using several textures, i export one *.3ds file per texture,
    because in import LMM don't separate objects.

    6-4c) Importation du modèle dans Light Map Maker /
            Import the model in LMM

    - Importons maintenant la scène en *.3ds dans LMM "File->Import" , sélectionner
    "Surface".
    - Import now the *.3ds scene in LMM "File->Import" , select "Surface".

    - Après avoir sélectionner toutes les surfaces sur l'écran, réglons le "Patch size" à 0.5,
    la résolution des lightmaps est inversement proportionnelle à cette valeur.
    -After select all surfaces on the screen, set the "Patch size" to 0.5, the resolution
    of the lightmaps is inversely proportional to this value.

- J'ajoute ensuite deux lumières à la scène, une de type point pour le soleil, un spot de
couleur orange au centre des piliers en hauteurs:

Cliquez sur l'onglet Light, sélectionner le type, utilisez l'outil Crayon, placez alors la lumière.
On peut la déplacer ensuite avec l'outil Move

- Then i add two lights to the scene, one pointlight for the sun and an orange spot
in the center of the pillars in height.

Click on the Light button, select the type, use the Pen tool, then place the light
We can move it with Move tool

- Reste à lancez le calcul de l'éclairage: "Edit->Calculate Light Maps" ou F9
- We can now render the lightmap : "Edit->Calculate Light Maps" or F9

- Exportez en VRML "File->Export", en choisissant l'option "Texture X lightmap".

- Export in VRML "File->Export", choose "Texture X lightmap"option.

7) Animation

    Vous pouvez voir dans la scène, une sphère animée, elle est mappée avec deux textures
    dont les paramètres TextureTransform.scale et TextureTransform.translation sont animés
    via un javascript.

    You can see in the scene, the animated sphere, she is mapped with two textures of
    which parameters
    TextureTransform.scale and TextureTransform.translation are animated with a
    javascript.

8) Référence / Reference

    www.web3d.org
    spécifications du X3D sur le multitexturing (18.2.4 Multitexturing ).
    X3D specifications the multitexturing (18.2.4 Multitexturing ).

    BScontact

Blaxxun

www.web3d-fr.com

9) Contact

    A l'heure du X3D, des shaders de BScontact 6.2 et plusieurs années aprés l'apparition
    du multitexturing avec blaxxun Contact 5.0, le multitexturing sur internet est rare...
    J'espère que ce didacticiel sera utile pour ceux désirant s'initier au multitexturing en
    VRML.

    At the hour of the X3D, the shaders of BScontact 6.2 and several years after the
    blaxxun Contact 5.0, the multitexturing on Internet is rare...
    I hope that this tutorial will be useful for those wishing to initiate themself with the
    VRML multitexturing.

                                                                                                                RAMI Hachmi
                                                                                                            rhvrml@free.fr

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