5 圖片貼圖映射

　　咱們以前使用撞點P來索引一個固體紋理，好比大理石。咱們還能夠讀取圖像，並使用2D紋理座標索引到圖像上。

　　在圖像中縮放(u,v)的直接方法是將u和v四捨五入爲整數，並將其用做(i,j)像素。可是這很尷尬，由於當咱們改變圖像分辨率時，咱們不想改變代碼。所以，最廣泛的非官方標準之一是使用紋理座標而不是圖像像素座標。這些只是圖像中分數位置的一種形式。例如，對於nx中的像素(i,j)，圖像紋理的位置爲:

　　　　u = i/(nx-1)
　　　　v = j/(nx-1)

　　這只是一個分數位置。對於一個真正的撞擊物體，咱們還須要返回一個u和v在命中記錄。對於球體，這一般是基於某種形式的經度和緯度，即。球座標。若是咱們有一個(theta,phi)在球座標系中咱們只須要縮放和分數。若是是從極點向下的角度，是繞軸穿過極點的角度，那麼歸一化到[0,1]的歸一化就是:

　　　　u = phi / (2*Pi)
　　　　v = theta / Pi

　　爲了計算θ和π，對於給定的擊中點，單位半徑球在原點上的球面座標公式爲:　　

　　　　x = cos(phi) cos(theta)
　　　　y = sin(phi) cos(theta)
　　　　z = sin(theta)

　　咱們須要反轉過來。 因爲可愛的math.h的函數atan2()--- 取任意數字與正弦和餘弦成比例並返回角度，咱們能夠傳入x和y (cos(theta)取消)：

　　　　phi = atan2(y, x)

　　atan2在-Pi到Pi的範圍內返回，因此咱們須要在那裏稍加註意。 theta更直截了當：

　　　　theta = asin(z)

　　它返回-Pi / 2到Pi / 2範圍內的數字。

　　所以，對於球體，u，v coord計算由效用函數完成，該函數指望單位球體上的物體以原點爲中心。 sphere :: hit中的調用應該是：

　　get_sphere_uv((rec.p-center)/radius, rec.u, rec.v);

　　效用函數是:

　　　　

　　如今咱們還須要建立一個包含圖像的紋理類。我將使用我最喜歡的圖像工具stb_image。它將圖像讀入一個大的無符號字符數組。這些就是每一個範圍爲0的RGBs。255爲黑色至全亮。

　　　　

　　按這個順序排列的填充數組的表示是至關標準的。值得慶幸的是，stb_image包使這變得很是簡單——只需在main中用#define包含header的定義:　　

　　　　#define STB_IMAGE_IMPLEMENTATION
　　　　#include "stb_image.h"

　　爲了從一個文件eathmap.jpg中讀取一個圖像(我剛剛從web上抓取了一個隨機的地球地圖——任何標準的投影均可以實現咱們的目的)，而後將其分配給一個漫反射的材料，代碼是:

　　　　int nx, ny, nn;
　　　　unsigned char *tex_data = stbi_load("earthmap.jpg", &nx, &ny, &nn, 0);
　　　　material *mat = new lambertian(new image_texture(tex_data, nx, ny));

　　咱們開始看到全部顏色的一些能量都是紋理 - 咱們能夠爲朗伯物質分配任何類型的紋理，理想散射不須要意識到它。