मिपमैप: Difference between revisions

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{{short description|Memory-saving rendering technique in which resolution of farther-away images is lowered}}
{{short description|Memory-saving rendering technique in which resolution of farther-away images is lowered}}[[कंप्यूटर चित्रलेख|कंप्यूटर ग्राफिक्स]] में '''मिपमैप''' ('''एमआईपी मैप)''' या '''पिरामिड''' [[डिजिटल छवि|डिजिटल इमेज]] की पूर्व-गणना पर आधारित है जिनमें से प्रत्येक पिछले टेक्सचर का प्रोग्रेसिवली रिज़ॉल्यूशन अपेक्षाकृत कम होता है।<ref>{{cite web |url=https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/direct3d9/texture-filtering-with-mipmaps |title=Texture Filtering with Mipmaps (Direct3D 9)|publisher=Microsoft |work=microsoft.com}}</ref><ref>{{cite web|url=https://docs.microsoft.com/en-us/previous-versions/aa921432(v=msdn.10) |title=मिपमैप्स के साथ बनावट फ़िल्टरिंग|date=April 8, 2010 |work=microsoft.com |publisher=[[Microsoft]]}}</ref><ref>{{cite web |url=https://cgl.ethz.ch/teaching/former/vc_master_06/Downloads/Mipmaps_1.pdf |title=मिपमैप टेक्सचरिंग|access-date=December 10, 2019}}</ref> मिपमैप में प्रत्येक इमेज या लेवल की ऊंचाई और चौड़ाई पिछले लेवल की तुलना में दो गुना कम होती है। मिपमैप का वर्गाकार होना आवश्यक नहीं है। इसका उद्देश्य रेंडरिंग गति को बढ़ाना और ऐलियासिंग अर्टिफैक्ट को अपेक्षाकृत कम करना है। हाई-रिज़ॉल्यूशन मिपमैप इमेज का उपयोग उच्च-घनत्व वाले सैंपल के लिए किया जाता है जैसे कि कैमरे के निकट की वस्तुओं के लिए कम-रिज़ॉल्यूशन वाली इमेज का उपयोग किया जाता है क्योंकि वस्तु अधिक दूर दिखाई देती है। यह मूल टेक्सचर में सभी टेक्सल के सैंपल लेने की तुलना में किसी टेक्सचर को डाउनफ़िल्टर करने (छोटा करने) का एक अधिक सफल प्रयोग है जो स्क्रीन [[पिक्सेल]] में योगदान देता है। यह उपयुक्त रूप से डाउनफ़िल्टर किए गए टेक्सचर से सैंपल की निरंतर संख्या प्राप्त करने के लिए तीव्र होता है। मिपमैप का व्यापक रूप से 3डी [[ कंप्यूटर खेल |कंप्यूटर गेम]], [[फ़ाइट सिम्युलेटर]], टेक्सचर फ़िल्टरिंग के लिए अन्य 3डी जीआईएफ सिस्टम, 2डी और 3डी जीआईएस सॉफ्टवेयर में उपयोग किया जाता है। इनके प्रयोग को मिपमैपिंग के नाम से जाना जाता है। नाम में एमआईपी [[लैटिन]] शब्द 'मल्टीम पार्वो' का संक्षिप्त रूप है।<ref name="staff">{{cite web |title=पिरामिड पैरामीट्रिक्स|last=Williams |first=Lance |url=http://staff.cs.psu.ac.th/iew/cs344-481/p1-williams.pdf |access-date=2012-09-25 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20140414134825/http://staff.cs.psu.ac.th/iew/cs344-481/p1-williams.pdf |archive-date=2014-04-14}}</ref>
{{More citations needed|date=June 2009}}


[[कंप्यूटर चित्रलेख|कंप्यूटर ग्राफिक्स]] में, मिपमैप्स (एमआईपी मैप भी) या पिरामिड[<ref>{{cite web |url=https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/direct3d9/texture-filtering-with-mipmaps |title=Texture Filtering with Mipmaps (Direct3D 9)|publisher=Microsoft |work=microsoft.com}}</ref><ref>{{cite web|url=https://docs.microsoft.com/en-us/previous-versions/aa921432(v=msdn.10) |title=मिपमैप्स के साथ बनावट फ़िल्टरिंग|date=April 8, 2010 |work=microsoft.com |publisher=[[Microsoft]]}}</ref><ref>{{cite web |url=https://cgl.ethz.ch/teaching/former/vc_master_06/Downloads/Mipmaps_1.pdf |title=मिपमैप टेक्सचरिंग|access-date=December 10, 2019}}</ref> [[डिजिटल छवि]]यों के पूर्व-गणना, अनुकूलित अनुक्रम हैं, जिनमें से प्रत्येक पिछले का उत्तरोत्तर कम रिज़ॉल्यूशन प्रतिनिधित्व है। मिपमैप में प्रत्येक छवि या स्तर की ऊंचाई और चौड़ाई पिछले स्तर की तुलना में दो गुना कम है। मिपमैप्स का वर्गाकार होना आवश्यक नहीं है. उनका उद्देश्य रेंडरिंग गति को बढ़ाना और अलियासिंग कलाकृतियों को कम करना है। उच्च-रिज़ॉल्यूशन मिपमैप छवि का उपयोग उच्च-घनत्व वाले नमूनों के लिए किया जाता है, जैसे कि कैमरे के करीब की वस्तुओं के लिए; कम-रिज़ॉल्यूशन वाली छवियों का उपयोग किया जाता है क्योंकि वस्तु अधिक दूर दिखाई देती है। यह मूल बनावट में सभी टेक्सल्स का नमूना लेने की तुलना में किसी बनावट को डाउनफ़िल्टर करने (छोटा करने) का एक अधिक कुशल तरीका है जो एक स्क्रीन [[पिक्सेल]] में योगदान देगा, यह उचित रूप से डाउनफ़िल्टर किए गए बनावट से नमूनों की निरंतर संख्या लेने के लिए तेज़ है। मिपमैप्स का व्यापक रूप से 3डी [[ कंप्यूटर खेल |कंप्यूटर खेल]] , [[फ़ाइट सिम्युलेटर]], बनावट फ़िल्टरिंग के लिए अन्य 3डी इमेजिंग सिस्टम और 2डी और 3डी जीआईएस सॉफ्टवेयर में उपयोग किया जाता है। इनके प्रयोग को मिपमैपिंग के नाम से जाना जाता है। नाम में एमआईपी अक्षर [[लैटिन]] वाक्यांश मल्टीम इन पार्वो का संक्षिप्त रूप है, जिसका अर्थ है "थोड़े में बहुत"।<ref name="staff">{{cite web |title=पिरामिड पैरामीट्रिक्स|last=Williams |first=Lance |url=http://staff.cs.psu.ac.th/iew/cs344-481/p1-williams.pdf |access-date=2012-09-25 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20140414134825/http://staff.cs.psu.ac.th/iew/cs344-481/p1-williams.pdf |archive-date=2014-04-14}}</ref>
चूंकि मिपमैप परिभाषा के अनुसार पूर्व-गणना पर आधारित हैं इसलिए इसमे अतिरिक्त [[कंप्यूटर डेटा भंडारण|कंप्यूटर डेटा स्टोरेज]] की आवश्यकता होती है जो [[तरंगिका संपीड़न|वावेलेट कंप्रेशन]] से भी संबंधित है। किसी दृश्य को प्रस्तुत करने में लगने वाले समय को अपेक्षाकृत कम करने के लिए 3डी दृश्यों में मिपमैप टेक्सचर का उपयोग किया जाता है। सामान्यतः ये प्रति टेक्सचर 33% अधिक मेमोरी की लागत पर दूर से प्रदर्शित होने वाले ऐलियासिंग और मोइरे पैटर्न को कम करके इमेज गुणवत्ता में सुधार करते हैं।<ref>{{Cite web|url=https://textureingraphics.wordpress.com/what-is-texture-mapping/anti-aliasing-problem-and-mipmapping/|title=एंटी-अलियासिंग समस्या और मिपमैपिंग|date=2011-12-13|website=textureingraphics|language=en|access-date=2019-02-21}}</ref>
[[File:Mipmap Aliasing Comparison.png|thumb|395x395px]]


चूंकि मिपमैप्स, परिभाषा के अनुसार, पूर्व-आवंटित हैं, उनका लाभ उठाने के लिए अतिरिक्त [[कंप्यूटर डेटा भंडारण]] की आवश्यकता होती है। वे [[तरंगिका संपीड़न]] से भी संबंधित हैं। किसी दृश्य को प्रस्तुत करने में लगने वाले समय को कम करने के लिए 3डी दृश्यों में मिपमैप बनावट का उपयोग किया जाता है। वे प्रति बनावट 33% अधिक मेमोरी की लागत पर बड़ी देखने की दूरी पर होने वाले अलियासिंग और मोइरे पैटर्न को कम करके छवि गुणवत्ता में सुधार करते हैं।<ref>{{Cite web|url=https://textureingraphics.wordpress.com/what-is-texture-mapping/anti-aliasing-problem-and-mipmapping/|title=एंटी-अलियासिंग समस्या और मिपमैपिंग|date=2011-12-13|website=textureingraphics|language=en|access-date=2019-02-21}}</ref>
==संक्षिप्त विवरण==
सामान्यतः मिपमैप का उपयोग निम्नलिखित के लिए किया जाता है:
* एलओडी मे<ref>{{Cite web|url=http://people.cs.clemson.edu/~dhouse/courses/405/notes/OpenGL-mipmaps.pdf|title=विवरण के अनेक स्तर|format=[[PDF]]}}</ref><ref>{{cite web|url=http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ff476207(v=vs.85).aspx|title=D3D11_SAMPLER_DESC structure|publisher=Microsoft|work=microsoft.com}}</ref>
* इमेज गुणवत्ता में सुधार, बड़े टेक्सचरों से रेंडरिंग और छोटे टेक्सेल मे मोइरे पैटर्न को उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है।
* प्रत्येक पिक्सेल को रेंडर करने के लिए सैंपल किए गए टेक्सल की संख्या को कम करके या लिए गए सैंपल की मेमोरी लोकैलिटी को बढ़ाकर रेंडरिंग समय को बढ़ाया जा सकता है।
* [[GPU|जीपीयू]] या [[CPU|सीपीयू]] पर स्ट्रेस को कम करने के लिए किया जा सकता है।
* पानी की सतह पर प्रतिबिंब के लिए किया जा सकता है।<ref>{{cite web |url=https://blog.mecheye.net/2018/03/deconstructing-the-water-effect-in-super-mario-sunshine |title=सुपर मारियो सनशाइन में जल प्रभाव का पुनर्निर्माण|access-date=25 February 2023}}</ref>
==ओरिजिन (उत्पत्ति)==
मिपमैपिंग का आविष्कार [[लांस विलियम्स (ग्राफिक्स शोधकर्ता)]] द्वारा 1983 में किया गया था। इसका वर्णन उनके पेपर पिरामिड पैरामेट्रिक्स में किया गया है। संक्षेप मे "यह पेपर एक 'पिरामिडल पैरामीट्रिक' प्रीफ़िल्टरिंग और सैंपलिंग ज्योमेट्री को आगे बढ़ाता है जो ऐलियासिंग प्रभाव को कम करता है और टेक्सचर इमेज मे निरंतरता को बनाए रखता है। संदर्भित पिरामिड की कल्पना एक दूसरे के सामने रखे गए मिपमैप के सेट के रूप में की जा सकती है।


==अवलोकन==
मिपमैप शब्द की उत्पत्ति लैटिन शब्द मल्टीम पार्वो ("छोटे स्थान में बहुत कुछ") मानचित्र का प्रारंभिक रूप है जो बिटमैप पर आधारित है।<ref name="staff" /> पिरामिड शब्द का प्रयोग अभी भी सामान्यतः जीआईएस के संदर्भ में किया जाता है। जीआईएस सॉफ्टवेयर में पिरामिड का उपयोग मुख्य रूप से रेंडरिंग टाइम (प्रतिपादन समय) को तीव्र करने के लिए किया जाता है।
[[index.php?title=File:Mipmap_Aliasing_Comparison.png|alt=Image showing how mipmaps reduce aliasing at large distances.|center|780x780px]]
मिपमैप्स का उपयोग इसके लिए किया जाता है:
* विवरण का स्तर (कंप्यूटर ग्राफिक्स) (एलओडी)<ref>{{Cite web|url=http://people.cs.clemson.edu/~dhouse/courses/405/notes/OpenGL-mipmaps.pdf|title=विवरण के अनेक स्तर|format=[[PDF]]}}</ref><ref>{{cite web|url=http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ff476207(v=vs.85).aspx|title=D3D11_SAMPLER_DESC structure|publisher=Microsoft|work=microsoft.com}}</ref>
* छवि गुणवत्ता में सुधार. बड़े बनावटों से प्रतिपादन जहां टेक्सल्स के केवल छोटे, असंतुलित उपसमूहों का उपयोग किया जाता है, आसानी से मोइरे पैटर्न का उत्पादन कर सकते हैं।
* प्रत्येक पिक्सेल को रेंडर करने के लिए सैंपल किए गए टेक्सल्स की संख्या को कम करके या लिए गए सैंपल की मेमोरी लोकैलिटी को बढ़ाकर, रेंडरिंग समय को तेज़ करना
* [[GPU]] या [[CPU]] पर तनाव कम करना।
* पानी की सतह का प्रतिबिंब<ref>{{cite web |url=https://blog.mecheye.net/2018/03/deconstructing-the-water-effect-in-super-mario-sunshine |title=सुपर मारियो सनशाइन में जल प्रभाव का पुनर्निर्माण|access-date=25 February 2023}}</ref>
==उत्पत्ति==
मिपमैपिंग का आविष्कार  [[लांस विलियम्स (ग्राफिक्स शोधकर्ता)]] ने 1983 में किया था और इसका वर्णन उनके पेपर पिरामिड पैरामेट्रिक्स में किया गया है।[4] सार से: "यह पेपर एक 'पिरामिडल पैरामीट्रिक' प्रीफ़िल्टरिंग और सैंपलिंग ज्यामिति को आगे बढ़ाता है जो अलियासिंग प्रभाव को कम करता है और लक्ष्य छवियों के भीतर और बीच निरंतरता का आश्वासन देता है।" संदर्भित पिरामिड की कल्पना एक दूसरे के सामने रखे गए मिपमैप्स के सेट के रूप में की जा सकती है।


मिपमैप शब्द की उत्पत्ति लैटिन वाक्यांश मल्टीम इन पार्वो ("एक छोटी सी जगह में बहुत कुछ") और मानचित्र का प्रारंभिक रूप है, जो बिटमैप पर आधारित है।<ref name="staff" /> पिरामिड शब्द का प्रयोग अभी भी आमतौर पर जीआईएस संदर्भ में किया जाता है। जीआईएस सॉफ्टवेयर में, पिरामिड का उपयोग मुख्य रूप से रेंडरिंग समय को तेज करने के लिए किया जाता है।
==क्रियाविधि==
[[File:MipMap Example STS101.jpg|thumb|मिपमैप इमेज स्टोरेज: बाईं ओर की मुख्य इमेज कम आकार की फ़िल्टर की गई प्रतियों के साथ है।]]मिपमैप सेट की प्रत्येक बिटमैप इमेज मुख्य टेक्सचर की एक छोटी इमेज है लेकिन विवरण के एक निश्चित भाग पर मुख्य टेक्सचर का उपयोग तब किया जा सकता है जब इमेज इसे पूर्ण विवरण में प्रस्तुत करने के लिए पर्याप्त होती है। रेंडरर एक उपयुक्त मिपमैप इमेज को परिवर्तित करता है या दो निकटतम इमेज के बीच इंटरपोलेट ट्रिलिनियर फ़िल्टरिंग को सक्रिय करता है जब टेक्सचर को दूर से छोटे आकार में देखा जाता है तब रेंडरिंग गति बढ़ जाती है क्योंकि समान मिपमैप टेक्सचर के साथ समान परिणामों के लिए प्रति डिस्प्ले पिक्सेल पर संसाधित होने वाले टेक्सचर पिक्सेल की संख्या बहुत अपेक्षाकृत कम हो सकती है। यदि प्रति डिस्प्ले पिक्सेल सीमित संख्या में टेक्सचर के सैंपल का उपयोग किया जाता है। जैसा कि [[बिलिनियर फ़िल्टरिंग]] की स्थिति में होता है तब इमेज की प्रदर्शन क्षमता स्वतः कम हो जाती हैं क्योंकि मिपमैप छवियां प्रभावी रूप से पहले से ही एंटी-एलियास्ड होती हैं। मिपमैप के साथ नीचे और ऊपर के स्केलिंग प्रभाव को भी अधिक सक्षम किया जा सकता है।


==तंत्र==
यदि टेक्सचर का मूल आकार 256×256 पिक्सेल है तो संबंधित मिपमैप सेट में 8 इमेज की संख्या हो सकती है जो कि प्रत्येक पिछले टेक्सचर के कुल क्षेत्रफल का एक चौथाई 128×128 पिक्सेल, 64×64, 32×32 , 16×16, 8×8, 4×4, 2×2, 1×1 (एकल पिक्सेल) है। उदाहरण के लिए कोई दृश्य इस टेक्सचर को 40×40 पिक्सेल के स्थान में प्रस्तुत कर रहा है तो 32×32 का एक पिक्सेल संस्करण (ट्रिलिनियर इंटरपोलेशन के अतिरिक्त) या 64×64 और 32×32 का एक इंटरपोलेशन मिपमैप (ट्रिलीनियर इंटरपोलेशन के साथ) का उपयोग किया जा सकता है। इन टेक्सचरों को उत्पन्न करने का सबसे सामान्य प्रकार क्रमिक औसत है। हालांकि अधिक सॉफिस्टिकेटेड एल्गोरिदम (सिग्नल प्रोसेसिंग और फूरियर ट्रांसफॉर्म पर आधारित) का भी उपयोग किया जा सकता है।
[[File:MipMap Example STS101.jpg|thumb|उदाहरण मिपमैप छवि भंडारण: बाईं ओर की मुख्य छवि कम आकार की फ़िल्टर की गई प्रतियों के साथ है।]]मिपमैप सेट की प्रत्येक बिटमैप छवि मुख्य बनावट की एक छोटी डुप्लिकेट है, लेकिन विवरण के एक निश्चित कम स्तर पर। यद्यपि मुख्य बनावट तब भी उपयोग की जाएगी जब दृश्य इसे पूर्ण विवरण में प्रस्तुत करने के लिए पर्याप्त है, रेंडरर एक उपयुक्त मिपमैप छवि पर स्विच करेगा (या वास्तव में, दो निकटतम के बीच प्रक्षेप, यदि ट्रिलिनियर फ़िल्टरिंग सक्रिय है) जब बनावट होगी दूर से या छोटे आकार में देखा गया। रेंडरिंग गति बढ़ जाती है क्योंकि सरल मिपमैप बनावट के साथ समान परिणामों के लिए प्रति डिस्प्ले पिक्सेल पर संसाधित होने वाले बनावट पिक्सेल (टेक्सल्स) की संख्या बहुत कम हो सकती है। यदि प्रति डिस्प्ले पिक्सेल सीमित संख्या में बनावट के नमूनों का उपयोग किया जाता है (जैसा कि [[बिलिनियर फ़िल्टरिंग]] के मामले में होता है) तो कलाकृतियाँ कम हो जाती हैं क्योंकि मिपमैप छवियां प्रभावी रूप से पहले से ही एंटी-अलियास्ड होती हैं। मिपमैप्स के साथ नीचे और ऊपर स्केलिंग को और अधिक कुशल बनाया गया है।
 
यदि बनावट का मूल आकार 256 गुणा 256 पिक्सेल है, तो संबंधित मिपमैप सेट में 8 छवियों की एक श्रृंखला हो सकती है, प्रत्येक पिछले एक के कुल क्षेत्रफल का एक-चौथाई: 128×128 पिक्सेल, 64×64, 32×32 , 16×16, 8×8, 4×4, 2×2, 1×1 (एकल पिक्सेल)। यदि, उदाहरण के लिए, कोई दृश्य इस बनावट को 40×40 पिक्सेल के स्थान में प्रस्तुत कर रहा है, तो या तो 32×32 का एक स्केल-अप संस्करण (ट्रिलिनियर इंटरपोलेशन के बिना) या 64×64 और 32×32 का एक इंटरपोलेशन मिपमैप्स (ट्रिलीनियर इंटरपोलेशन के साथ) का उपयोग किया जाएगा। इन बनावटों को उत्पन्न करने का सबसे सरल तरीका क्रमिक औसत है, हालांकि, अधिक परिष्कृत एल्गोरिदम (शायद सिग्नल प्रोसेसिंग और फूरियर ट्रांसफॉर्म पर आधारित) का भी उपयोग किया जा सकता है।


{{Multiple image
{{Multiple image
| image1=Mipmap illustration2.png
| image1=Mipmap illustration2.png
| image2=Mipmap illustration1.png
| image2=Mipmap illustration1.png
| footer=Showing each color channel of each level of an RGB mipmap as a separate plane (left) demonstrates that the whole mipmap forms a square of 4 times the area. As each plane requires {{frac|1|3}} the storage, mipmaps therefore require {{frac|4|3}} the memory; i.e., {{frac|1|3}} ≈ 33% more.
| footer=आरजीबी मिपमैप के प्रत्येक स्तर के प्रत्येक रंग चैनल को एक अलग टेक्सचर (बाएं) के रूप में दिखाने से पता चलता है कि पूर्ण मिपमैप 4 गुना क्षेत्रफल का एक वर्ग बनाता है। चूंकि प्रत्येक टेक्सचर को स्टोरेज के लिए {{frac|1|3}} की आवश्यकता होती है, इसलिए मिपमैप को {{frac|4|3}} मेमोरी की आवश्यकता होती है अर्थात {{frac|1|3}} ≈ 33% से अधिक मेमोरी की आवश्यकता होती है ।
}}
}}
इन सभी मिपमैप्स के लिए आवश्यक भंडारण स्थान में वृद्धि मूल बनावट का एक तिहाई है, क्योंकि क्षेत्रों का योग 1/4 + 1/16 + 1/64 + 1/256 + ⋯ 1/3 में परिवर्तित हो जाता है। अलग-अलग विमानों के रूप में संग्रहीत तीन चैनलों वाली आरजीबी छवि के मामले में, कुल मिपमैप को एक वर्ग क्षेत्र में बड़े करीने से फिट होने के रूप में देखा जा सकता है, जो प्रत्येक तरफ मूल छवि के आयामों से दोगुना है (प्रत्येक तरफ दोगुना बड़ा चार है)। मूल क्षेत्र का गुना - लाल, हरे और नीले प्रत्येक के लिए मूल आकार का एक विमान मूल क्षेत्र का तीन गुना बनाता है, और फिर चूंकि छोटे बनावट मूल का 1/3 लेते हैं, तीन का 1/3 एक होता है, इसलिए वे मूल लाल, हरे, या नीले विमानों में से एक के समान ही कुल स्थान लेगा)। यह पारवो में मल्टीम टैग के लिए प्रेरणा है।


== अनिसोट्रोपिक फ़िल्टरिंग ==
इन सभी मिपमैप के लिए आवश्यक स्टोरेज में वृद्धि मूल टेक्सचर की एक तिहाई है क्योंकि क्षेत्रों का योग 1/4 + 1/16 + 1/64 + 1/256 + ⋯ 1/3 में परिवर्तित हो जाता है। अलग-अलग टेक्सचर के रूप में संग्रहीत तीन चैनलों वाली आरजीबी इमेज की स्थिति में कुल मिपमैप को एक वर्ग क्षेत्र में स्वच्छतापूर्वक देखा जा सकता है जो प्रत्येक मूल इमेज के आयामों से दोगुना हो सकता है। प्रत्येक मूल क्षेत्र लाल, हरे और नीले रंग के प्रत्येक टेक्सचर के लिए मूल आकार का एक टेक्सचर मूल क्षेत्र का तीन गुना बनाता है चूंकि छोटे टेक्सचर का मूल क्षेत्र 1/3 माना जाता है। इसलिए ये लाल, हरे या नीले टेक्सचर में से एक के समान कुल स्थान मे स्थित होते हैं। सामान्यतः यह पार्वों में मल्टीम टैग के लिए एक प्रेरणा है।
 
== एनिस्ट्रोपिक फ़िल्टरिंग ==
{{main|अनिसोट्रोपिक फ़िल्टरिंग}}
{{main|अनिसोट्रोपिक फ़िल्टरिंग}}


जब किसी बनावट को तीव्र कोण पर देखा जाता है, तो फ़िल्टरिंग प्रत्येक दिशा में एक समान नहीं होनी चाहिए (यह आइसोट्रोपिक के बजाय [[एनिस्ट्रोपिक]] होनी चाहिए), और एक समझौता समाधान की आवश्यकता होती है। यदि उच्च रिज़ॉल्यूशन का उपयोग किया जाता है, तो कैश सुसंगतता कम हो जाती है, और अलियासिंग एक दिशा में बढ़ जाती है, लेकिन छवि स्पष्ट हो जाती है। यदि कम रिज़ॉल्यूशन का उपयोग किया जाता है, तो कैश सुसंगतता में सुधार होता है, लेकिन छवि अत्यधिक धुंधली होती है। यह अलियासिंग बनाम धुंधलापन के लिए एमआईपी स्तर के विवरण (एलओडी) का एक समझौता होगा। हालाँकि अनिसोट्रोपिक फ़िल्टरिंग केवल एमआईपी एलओडी को समायोजित करने के बजाय प्रत्येक पिक्सेल के लिए एक गैर आइसोट्रोपिक बनावट पदचिह्न का नमूना लेकर इस व्यापार-बंद को हल करने का प्रयास करता है। इस गैर-आइसोट्रोपिक बनावट नमूने के लिए या तो अधिक परिष्कृत भंडारण योजना की आवश्यकता होती है या उच्च आवृत्तियों पर अधिक बनावट के योग की आवश्यकता होती है।<ref>{{cite web |url=https://www.csee.umbc.edu/~olano/papers/vbat/vbat.pdf |title=वर्टेक्स-आधारित अनिसोट्रोपिक टेक्सचरिंग|last=Olano |first=Marc |last2=Mukherjee |first2=<nowiki>Shrijeet]]</nowiki> |last3=Dorbie |first3=Angus}}</ref>
जब किसी टेक्सचर को तीव्र (स्टेप) कोण पर देखा जाता है तो फ़िल्टरिंग प्रत्येक दिशा में एक समान नहीं होती है क्योकि यह आइसोट्रोपिक के अतिरिक्त [[एनिस्ट्रोपिक]] होती है इसलिए इसमे कॉम्प्रोमाइज़ रिज़ॉल्यूशन की आवश्यकता होती है। यदि इसमे हाई-रिज़ॉल्यूशन का उपयोग किया जाता है तो कैश कोहेरेंस अपेक्षाकृत कम हो जाता है और ऐलियासिंग एक दिशा में बढ़ जाता है, लेकिन इमेज स्पष्ट हो जाती है। यदि कम रिज़ॉल्यूशन का उपयोग किया जाता है तो कैश कोहेरेंस में सुधार होता है लेकिन इमेज अत्यधिक अस्पष्ट (धुंधली) हो जाती है। यह ऐलियासिंग के लिए एमआईपी एलओडी का एक कॉम्प्रोमाइज़ रिज़ॉल्यूशन है। हालाँकि एनिस्ट्रोपिक फ़िल्टरिंग केवल एमआईपी एलओडी को समायोजित करने के अतिरिक्त प्रत्येक पिक्सेल के लिए नॉनइसोट्रोपिक टेक्सचर फुटप्रिंट के सैंपल को लेकर इस ट्रेड-आफ को हल करने का प्रयास करता है। इस नॉनइसोट्रोपिक टेक्सचर सैंपल के लिए या तो अधिक सॉफिस्टिकेटेड स्टोरेज की आवश्यकता होती है या उच्च आवृत्तियों पर अधिक टेक्सचर फेच की आवश्यकता होती है।<ref>{{cite web |url=https://www.csee.umbc.edu/~olano/papers/vbat/vbat.pdf |title=वर्टेक्स-आधारित अनिसोट्रोपिक टेक्सचरिंग|last=Olano |first=Marc |last2=Mukherjee |first2=<nowiki>Shrijeet]]</nowiki> |last3=Dorbie |first3=Angus}}</ref>
==सारांश-क्षेत्र सारणी==
==डाटा सारणी==
[[सारांश-क्षेत्र तालिका]]एँ स्मृति को संरक्षित कर सकती हैं और अधिक रिज़ॉल्यूशन प्रदान कर सकती हैं। हालाँकि, वे फिर से कैश सुसंगतता को नुकसान पहुँचाते हैं, और आंशिक रकम को संग्रहीत करने के लिए व्यापक प्रकारों की आवश्यकता होती है, जो आधार बनावट के शब्द आकार से बड़े होते हैं। इस प्रकार, आधुनिक ग्राफ़िक्स हार्डवेयर उनका समर्थन नहीं करता है।
डाटा सारणी मेमोरी को संरक्षित कर सकती हैं और अधिक रिज़ॉल्यूशन प्रदान कर सकती हैं। हालाँकि इससे कैश कोहेरेंस का डाटा नष्ट हो सकता है क्योकि पार्शियल डाटा को संग्रहीत करने के लिए वाइडर डाटा टाइप की आवश्यकता होती है जो टेक्सचर के आकार से बड़े होता है। इस प्रकार आधुनिक ग्राफ़िक्स हार्डवेयर इसका समर्थन नहीं करता है।


==यह भी देखें==
==यह भी देखें==
* [[एनिस्ट्रोपिक फिल्टरिंग]]
* [[एनिस्ट्रोपिक फिल्टरिंग]]
* [[पदानुक्रमित मॉड्यूलेशन]] - प्रसारण में समान तकनीक
* [[पदानुक्रमित मॉड्यूलेशन|हिरार्चीकल मॉड्यूलेशन]] - प्रसारण में समान तकनीक
* [[पिरामिड (छवि प्रसंस्करण)]]
* [[पिरामिड (छवि प्रसंस्करण)|पिरामिड (इमेज प्रसंस्करण)]]
* [[स्केल स्पेस]]
* [[स्केल स्पेस]]
* स्थानिक एंटी-अलियासिंग
* स्पैटियल एंटी-ऐलियासिंग


==संदर्भ==
==संदर्भ==
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[[Category: Machine Translated Page]]
[[Category: Machine Translated Page]]
[[Category:Created On 07/12/2023]]
[[Category:Created On 07/12/2023]]
[[Category:Vigyan Ready]]

Latest revision as of 22:28, 2 February 2024

कंप्यूटर ग्राफिक्स में मिपमैप (एमआईपी मैप) या पिरामिड डिजिटल इमेज की पूर्व-गणना पर आधारित है जिनमें से प्रत्येक पिछले टेक्सचर का प्रोग्रेसिवली रिज़ॉल्यूशन अपेक्षाकृत कम होता है।[1][2][3] मिपमैप में प्रत्येक इमेज या लेवल की ऊंचाई और चौड़ाई पिछले लेवल की तुलना में दो गुना कम होती है। मिपमैप का वर्गाकार होना आवश्यक नहीं है। इसका उद्देश्य रेंडरिंग गति को बढ़ाना और ऐलियासिंग अर्टिफैक्ट को अपेक्षाकृत कम करना है। हाई-रिज़ॉल्यूशन मिपमैप इमेज का उपयोग उच्च-घनत्व वाले सैंपल के लिए किया जाता है जैसे कि कैमरे के निकट की वस्तुओं के लिए कम-रिज़ॉल्यूशन वाली इमेज का उपयोग किया जाता है क्योंकि वस्तु अधिक दूर दिखाई देती है। यह मूल टेक्सचर में सभी टेक्सल के सैंपल लेने की तुलना में किसी टेक्सचर को डाउनफ़िल्टर करने (छोटा करने) का एक अधिक सफल प्रयोग है जो स्क्रीन पिक्सेल में योगदान देता है। यह उपयुक्त रूप से डाउनफ़िल्टर किए गए टेक्सचर से सैंपल की निरंतर संख्या प्राप्त करने के लिए तीव्र होता है। मिपमैप का व्यापक रूप से 3डी कंप्यूटर गेम, फ़ाइट सिम्युलेटर, टेक्सचर फ़िल्टरिंग के लिए अन्य 3डी जीआईएफ सिस्टम, 2डी और 3डी जीआईएस सॉफ्टवेयर में उपयोग किया जाता है। इनके प्रयोग को मिपमैपिंग के नाम से जाना जाता है। नाम में एमआईपी लैटिन शब्द 'मल्टीम पार्वो' का संक्षिप्त रूप है।[4]

चूंकि मिपमैप परिभाषा के अनुसार पूर्व-गणना पर आधारित हैं इसलिए इसमे अतिरिक्त कंप्यूटर डेटा स्टोरेज की आवश्यकता होती है जो वावेलेट कंप्रेशन से भी संबंधित है। किसी दृश्य को प्रस्तुत करने में लगने वाले समय को अपेक्षाकृत कम करने के लिए 3डी दृश्यों में मिपमैप टेक्सचर का उपयोग किया जाता है। सामान्यतः ये प्रति टेक्सचर 33% अधिक मेमोरी की लागत पर दूर से प्रदर्शित होने वाले ऐलियासिंग और मोइरे पैटर्न को कम करके इमेज गुणवत्ता में सुधार करते हैं।[5]

Mipmap Aliasing Comparison.png

संक्षिप्त विवरण

सामान्यतः मिपमैप का उपयोग निम्नलिखित के लिए किया जाता है:

  • एलओडी मे[6][7]
  • इमेज गुणवत्ता में सुधार, बड़े टेक्सचरों से रेंडरिंग और छोटे टेक्सेल मे मोइरे पैटर्न को उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है।
  • प्रत्येक पिक्सेल को रेंडर करने के लिए सैंपल किए गए टेक्सल की संख्या को कम करके या लिए गए सैंपल की मेमोरी लोकैलिटी को बढ़ाकर रेंडरिंग समय को बढ़ाया जा सकता है।
  • जीपीयू या सीपीयू पर स्ट्रेस को कम करने के लिए किया जा सकता है।
  • पानी की सतह पर प्रतिबिंब के लिए किया जा सकता है।[8]

ओरिजिन (उत्पत्ति)

मिपमैपिंग का आविष्कार लांस विलियम्स (ग्राफिक्स शोधकर्ता) द्वारा 1983 में किया गया था। इसका वर्णन उनके पेपर पिरामिड पैरामेट्रिक्स में किया गया है। संक्षेप मे "यह पेपर एक 'पिरामिडल पैरामीट्रिक' प्रीफ़िल्टरिंग और सैंपलिंग ज्योमेट्री को आगे बढ़ाता है जो ऐलियासिंग प्रभाव को कम करता है और टेक्सचर इमेज मे निरंतरता को बनाए रखता है। संदर्भित पिरामिड की कल्पना एक दूसरे के सामने रखे गए मिपमैप के सेट के रूप में की जा सकती है।

मिपमैप शब्द की उत्पत्ति लैटिन शब्द मल्टीम पार्वो ("छोटे स्थान में बहुत कुछ") मानचित्र का प्रारंभिक रूप है जो बिटमैप पर आधारित है।[4] पिरामिड शब्द का प्रयोग अभी भी सामान्यतः जीआईएस के संदर्भ में किया जाता है। जीआईएस सॉफ्टवेयर में पिरामिड का उपयोग मुख्य रूप से रेंडरिंग टाइम (प्रतिपादन समय) को तीव्र करने के लिए किया जाता है।

क्रियाविधि

मिपमैप इमेज स्टोरेज: बाईं ओर की मुख्य इमेज कम आकार की फ़िल्टर की गई प्रतियों के साथ है।

मिपमैप सेट की प्रत्येक बिटमैप इमेज मुख्य टेक्सचर की एक छोटी इमेज है लेकिन विवरण के एक निश्चित भाग पर मुख्य टेक्सचर का उपयोग तब किया जा सकता है जब इमेज इसे पूर्ण विवरण में प्रस्तुत करने के लिए पर्याप्त होती है। रेंडरर एक उपयुक्त मिपमैप इमेज को परिवर्तित करता है या दो निकटतम इमेज के बीच इंटरपोलेट ट्रिलिनियर फ़िल्टरिंग को सक्रिय करता है जब टेक्सचर को दूर से छोटे आकार में देखा जाता है तब रेंडरिंग गति बढ़ जाती है क्योंकि समान मिपमैप टेक्सचर के साथ समान परिणामों के लिए प्रति डिस्प्ले पिक्सेल पर संसाधित होने वाले टेक्सचर पिक्सेल की संख्या बहुत अपेक्षाकृत कम हो सकती है। यदि प्रति डिस्प्ले पिक्सेल सीमित संख्या में टेक्सचर के सैंपल का उपयोग किया जाता है। जैसा कि बिलिनियर फ़िल्टरिंग की स्थिति में होता है तब इमेज की प्रदर्शन क्षमता स्वतः कम हो जाती हैं क्योंकि मिपमैप छवियां प्रभावी रूप से पहले से ही एंटी-एलियास्ड होती हैं। मिपमैप के साथ नीचे और ऊपर के स्केलिंग प्रभाव को भी अधिक सक्षम किया जा सकता है।

यदि टेक्सचर का मूल आकार 256×256 पिक्सेल है तो संबंधित मिपमैप सेट में 8 इमेज की संख्या हो सकती है जो कि प्रत्येक पिछले टेक्सचर के कुल क्षेत्रफल का एक चौथाई 128×128 पिक्सेल, 64×64, 32×32 , 16×16, 8×8, 4×4, 2×2, 1×1 (एकल पिक्सेल) है। उदाहरण के लिए कोई दृश्य इस टेक्सचर को 40×40 पिक्सेल के स्थान में प्रस्तुत कर रहा है तो 32×32 का एक पिक्सेल संस्करण (ट्रिलिनियर इंटरपोलेशन के अतिरिक्त) या 64×64 और 32×32 का एक इंटरपोलेशन मिपमैप (ट्रिलीनियर इंटरपोलेशन के साथ) का उपयोग किया जा सकता है। इन टेक्सचरों को उत्पन्न करने का सबसे सामान्य प्रकार क्रमिक औसत है। हालांकि अधिक सॉफिस्टिकेटेड एल्गोरिदम (सिग्नल प्रोसेसिंग और फूरियर ट्रांसफॉर्म पर आधारित) का भी उपयोग किया जा सकता है।

आरजीबी मिपमैप के प्रत्येक स्तर के प्रत्येक रंग चैनल को एक अलग टेक्सचर (बाएं) के रूप में दिखाने से पता चलता है कि पूर्ण मिपमैप 4 गुना क्षेत्रफल का एक वर्ग बनाता है। चूंकि प्रत्येक टेक्सचर को स्टोरेज के लिए 1⁄3 की आवश्यकता होती है, इसलिए मिपमैप को 4⁄3 मेमोरी की आवश्यकता होती है अर्थात 1⁄3 ≈ 33% से अधिक मेमोरी की आवश्यकता होती है ।

इन सभी मिपमैप के लिए आवश्यक स्टोरेज में वृद्धि मूल टेक्सचर की एक तिहाई है क्योंकि क्षेत्रों का योग 1/4 + 1/16 + 1/64 + 1/256 + ⋯ 1/3 में परिवर्तित हो जाता है। अलग-अलग टेक्सचर के रूप में संग्रहीत तीन चैनलों वाली आरजीबी इमेज की स्थिति में कुल मिपमैप को एक वर्ग क्षेत्र में स्वच्छतापूर्वक देखा जा सकता है जो प्रत्येक मूल इमेज के आयामों से दोगुना हो सकता है। प्रत्येक मूल क्षेत्र लाल, हरे और नीले रंग के प्रत्येक टेक्सचर के लिए मूल आकार का एक टेक्सचर मूल क्षेत्र का तीन गुना बनाता है चूंकि छोटे टेक्सचर का मूल क्षेत्र 1/3 माना जाता है। इसलिए ये लाल, हरे या नीले टेक्सचर में से एक के समान कुल स्थान मे स्थित होते हैं। सामान्यतः यह पार्वों में मल्टीम टैग के लिए एक प्रेरणा है।

एनिस्ट्रोपिक फ़िल्टरिंग

Main article: अनिसोट्रोपिक फ़िल्टरिंग

जब किसी टेक्सचर को तीव्र (स्टेप) कोण पर देखा जाता है तो फ़िल्टरिंग प्रत्येक दिशा में एक समान नहीं होती है क्योकि यह आइसोट्रोपिक के अतिरिक्त एनिस्ट्रोपिक होती है इसलिए इसमे कॉम्प्रोमाइज़ रिज़ॉल्यूशन की आवश्यकता होती है। यदि इसमे हाई-रिज़ॉल्यूशन का उपयोग किया जाता है तो कैश कोहेरेंस अपेक्षाकृत कम हो जाता है और ऐलियासिंग एक दिशा में बढ़ जाता है, लेकिन इमेज स्पष्ट हो जाती है। यदि कम रिज़ॉल्यूशन का उपयोग किया जाता है तो कैश कोहेरेंस में सुधार होता है लेकिन इमेज अत्यधिक अस्पष्ट (धुंधली) हो जाती है। यह ऐलियासिंग के लिए एमआईपी एलओडी का एक कॉम्प्रोमाइज़ रिज़ॉल्यूशन है। हालाँकि एनिस्ट्रोपिक फ़िल्टरिंग केवल एमआईपी एलओडी को समायोजित करने के अतिरिक्त प्रत्येक पिक्सेल के लिए नॉनइसोट्रोपिक टेक्सचर फुटप्रिंट के सैंपल को लेकर इस ट्रेड-आफ को हल करने का प्रयास करता है। इस नॉनइसोट्रोपिक टेक्सचर सैंपल के लिए या तो अधिक सॉफिस्टिकेटेड स्टोरेज की आवश्यकता होती है या उच्च आवृत्तियों पर अधिक टेक्सचर फेच की आवश्यकता होती है।[9]

डाटा सारणी

डाटा सारणी मेमोरी को संरक्षित कर सकती हैं और अधिक रिज़ॉल्यूशन प्रदान कर सकती हैं। हालाँकि इससे कैश कोहेरेंस का डाटा नष्ट हो सकता है क्योकि पार्शियल डाटा को संग्रहीत करने के लिए वाइडर डाटा टाइप की आवश्यकता होती है जो टेक्सचर के आकार से बड़े होता है। इस प्रकार आधुनिक ग्राफ़िक्स हार्डवेयर इसका समर्थन नहीं करता है।

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ "Texture Filtering with Mipmaps (Direct3D 9)". microsoft.com. Microsoft.
  2. ↑ "मिपमैप्स के साथ बनावट फ़िल्टरिंग". microsoft.com. Microsoft. April 8, 2010.
  3. ↑ "मिपमैप टेक्सचरिंग" (PDF). Retrieved December 10, 2019.
  4. ↑ 4.0 4.1 Williams, Lance. "पिरामिड पैरामीट्रिक्स" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2014-04-14. Retrieved 2012-09-25.
  5. ↑ "एंटी-अलियासिंग समस्या और मिपमैपिंग". textureingraphics (in English). 2011-12-13. Retrieved 2019-02-21.
  6. ↑ "विवरण के अनेक स्तर" (PDF).
  7. ↑ "D3D11_SAMPLER_DESC structure". microsoft.com. Microsoft.
  8. ↑ "सुपर मारियो सनशाइन में जल प्रभाव का पुनर्निर्माण". Retrieved 25 February 2023.
  9. ↑ Olano, Marc; Mukherjee, Shrijeet]]; Dorbie, Angus. "वर्टेक्स-आधारित अनिसोट्रोपिक टेक्सचरिंग" (PDF).
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