Введение
Техника текстурирования неровностей/морщин в компьютерной графике
Картографирование неровностей — это техника текстурирования в компьютерной графике для имитации неровностей и морщин на поверхности объекта. Это достигается путем изменения нормалей поверхности объекта и использования измененных нормалей при расчетах освещения. В результате получается кажущаяся неровной поверхность, а не гладкая, хотя геометрия базового объекта при этом не меняется. Картографирование неровностей было представлено Джеймсом Блинном в 1978 году. Картографирование нормалей — наиболее распространенная разновидность картографирования неровностей.
Принципы
Картирование рельефа — это техника в компьютерной графике, позволяющая сделать отрендеренную поверхность более реалистичной, имитируя небольшие смещения поверхности. Однако, в отличие от картографирования смещения, геометрия поверхности не модифицируется. Вместо этого модифицируется только нормаль поверхности, как если бы поверхность была смещена. Модифицированная нормаль поверхности затем используется для расчётов освещения (например, с использованием модели отражения Фонга), создавая иллюзию детализации вместо гладкой поверхности. Картирование рельефа значительно быстрее и требует меньше ресурсов для достижения того же уровня детализации по сравнению с картографированием смещения, поскольку геометрия остаётся неизменной. Существуют также расширения, которые изменяют другие характеристики поверхности, помимо создания ощущения глубины. Параллаксное картирование и картирование горизонта — два таких расширения. Основное ограничение картирования рельефа заключается в том, что оно изменяет только нормали поверхности, не меняя при этом саму базовую геометрию. Силуэты и тени, следовательно, остаются неизменными, что особенно заметно при больших имитируемых смещениях. Это ограничение можно преодолеть, используя такие методы, как картографирование смещения, при котором рельеф наносится непосредственно на поверхность, или используя изоповерхность.
Методы картографирования ударов в реальном времени
Программисты 3D-графики в реальном времени часто используют различные варианты этой техники для имитации рельефного текстурирования с меньшими вычислительными затратами. Типичный подход заключался в использовании фиксированной геометрии, что позволяло почти напрямую использовать нормали поверхности карты высот. В сочетании с предварительно вычисленной таблицей соответствий для расчёта освещения, метод можно было реализовать с помощью очень простого и быстрого цикла, обеспечивающего эффект на весь экран. Этот метод был распространённым визуальным эффектом, когда рельефное текстурирование только начинало применяться.