テクセル

テクセル（texel）は、コンピュータグラフィックスでテクスチャを扱う際の基本単位です。これは、texture element（テクスチャ要素）または texture pixel（テクスチャピクセル）の略称とされています。画像がピクセルの配列で構成されるのと同様に、テクスチャはテクセルの配列で表現されます。

3次元オブジェクトの表面にテクスチャを投影するテクスチャマッピングでは、レンダリング処理を行う際にテクセルが出力画像のピクセルにマッピングされます。Direct3DやOpenGLといったリアルタイム3次元[[コンピュータグラフィックス]]APIでは、このテクセルとピクセルのマッピング処理をGPUに実装されたハードウェアユニットによって高速に実行することが可能です。このハードウェアアクセラレーションによって、複雑なテクスチャ処理も効率的に行えます。

テクセル座標系は、通常、正規化された実数で表されます。2次元テクスチャ座標系はUV座標系と呼ばれることもあります。Direct3Dではテクスチャ画像の左上を原点とするのに対し、OpenGLではテクスチャ画像の左下を原点とするなど、APIによって原点の位置が異なる場合があります。テクスチャの原点位置の違いは、プログラミングの際に注意すべき点です。

テクスチャマッピング時に、各テクセルの投影位置がピクセルの位置と正確に一致しない場合、つまりテクセル座標が整数値とならない場合には、テクスチャフィルタリングという処理が行われます。テクスチャフィルタリングは、テクセル間の値を補間し、滑らかなテクスチャ表現を実現するために重要な技術です。

テクスチャの外側の位置にあるテクセルが必要になった場合には、クランピングとラッピングという2つの技法が組み合わせて利用されます。クランピングは、テクセルをテクスチャの範囲内に制限する手法です。テクスチャからはみ出した位置のテクセルを要求された場合、クランピングでは最も近い境界上のテクセルが使用されます。一方、ラッピングは、テクスチャの大きさを単位としてテクセルを繰り返し配置する手法です。ラッピングを使用すると、テクスチャが反復して敷き詰められたような表現が得られます。クランピングではテクスチャが一度しか適用されないのに対し、ラッピングではテクスチャがタイル状に繰り返されます。

これらの技術を理解し適切に利用することで、コンピュータグラフィックスにおけるテクスチャ表現の質を向上させることができます。

用語の補足

テクスチャマッピング: 3次元モデルの表面に2次元の画像を貼り付ける技術。これにより、モデルに質感や色などの視覚的な詳細を追加できます。
GPU (Graphics Processing Unit): グラフィックス処理に特化したプロセッサ。CPUよりも高速に並列処理を行うことができるため、コンピュータグラフィックスの処理に広く利用されます。
ハードウェアアクセラレーション: 特定の処理を専用のハードウェアで行うことで、ソフトウェア処理よりも高速に実行する技術。
テクスチャフィルタリング: テクスチャを拡大・縮小する際に、画質を向上させるための処理。ぼやけやジャギーを軽減します。
UV座標系: 2次元テクスチャ座標系を指す一般的な用語。U軸とV軸でテクスチャ上の位置を表します。

関連項目

ボクセル

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