Рельєфне текстурування метод в комп ютерній графіці що потрібен для додання більш реалістичного й насиченого вигляду пов

Рельєфне текстурування — метод в комп'ютерній графіці, що потрібен для додання більш реалістичного й насиченого вигляду поверхні об'єктів.

Сфера без рельєфної текстури; Рельєфна текстура, накладена на зображення нижче; Сфера геометрично ідентична першій, але з накладеною рельєфною текстурою. Завдяки цьому змінюється реакція при затемненні, в результаті чого ефект горбистої поверхні робить сферу схожою на апельсин.

Bump mapping

Bump mapping — простий спосіб створення ефекту рельєфної поверхні з більшою деталізацією, ніж дозволяє полігональна поверхня. Ефект досягається, головним чином, шляхом освітлення поверхні джерелом світла і чорно-білою (одноканальною) картою висот, шляхом віртуального зсуву пікселя (як у методі Displace mapping) так, якби там був вертекс (але без фізичного й візуального зсуву), внаслідок чого, таким же чином змінюється орієнтація нормалей, які використовуються для розрахунку освітленості пікселя (Затемнення по Фонгу), в результаті отримуємо ділянки, які освітлені й затемнені по-різному. Як правило, Bump mapping дозволяє створити не надто складні горбисті поверхні, пласкі виступи або западини, на цьому його використання завершується. Для більш детальних ефектів згодом був придуманий Normal mapping.

Normal mapping

Normal mapping — техніка, що дозволяє змінювати нормаль пікселя, що відображається, ґрунтуючись на кольоровій карті нормалей, в якій ці відхилення зберігаються у вигляді текстеля, кольорові складові якого [r,g,b] інтерпретуються в осі вектора [x, y, z], на основі якого обчислюється нормаль, що використовується для розрахунку освітленості пікселя. Завдяки тому, що в карті нормалей використовуються 3 канали текстур, цей метод дає більшу точність, ніж Bump mapping, в якому використовується лише один канал і нормалі інтерпретуються, в залежності від довжини.

Карти нормалей зазвичай бувають двох типів: object-space — використовується для об'єктів, які не деформуються, наприклад, таких як стіни, двері, зброя тощо.

tangent-space — використовується для можливості деформувати об'єкти, наприклад, персонажів.

Для створення карт нормалей зазвичай використовується високополігональна і низькополігональна моделі, їх порівняння дає необхідні відхилення нормалей для останньої.

Parallax mapping

Докладніше: Parallax mapping

Ця технологія також використовує координати нормалей, але, на відміну від normal mapping, вона реалізує не лише освітлення з урахуванням рельєфу, але й змінює координати дифузної текстури. Цим досягається найповншіий ефект рельєфу, особливо, якщо дивитись на поверхню під кутом.

Parallax occlusion mapping

Докладніше: Parallax occlusion mapping

Parallax occlusion mapping є удосконаленою і в той же час однією з найважчих для обчислення різновидів Parallax mapping. Фактично являє собою форму локального трасування променів у піксельному шейдері. Трасування променів використовується для визначення висот і обліку видимості текселей. Іншими словами, цей метод дозволяє створювати ще більшу глибину рельєфу при невеликій кількості полігонів і використанні важкої геометрії. Недолік метода — невисока деталізація силуетів і граней.

Реалізувати Parallax occlusion mapping можливо у рамках функціоналу API DirectX Shader Model 3, однак, для отримання оптимальної продуктивності, відеокарта повинна забезпечувати належний рівень швидкості виконання розгалужень у піксельному шейдері. На даний момент Parallax occlusion mapping використовується у деяких комп'ютерних іграх, наприклад, S.T.A.L.K.E.R., Crysis, Metro 2033 тощо. Також ця технологія використовується у популярному бенчмарку 3DMark Vantage.

Displacement mapping

Ця техніка, на відміну від описаних вище, змінює геометрію поверхні за заданою картою висот, яка зазвичай передається у вершинний шейдер через текстуру. Перевага в тому, що освітлення вважається звичним способом (піксельний шейдер може бути практично будь-яким), але потребує високої деталізації моделі.

Див. також

Особливості моделювання світла: Рельєфне текстурування (Bump mapping) [ 2 квітня 2015 у Wayback Machine.]
Сучасна термінологія 3D-графіки [ 14 лютого 2012 у Wayback Machine.]

Примітки

(PDF). Архів оригіналу (PDF) за 22 жовтня 2016. Процитовано 14 квітня 2015.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()
. Архів оригіналу за 12 грудня 2013. Процитовано 31 березня 2015.
. Архів оригіналу за 13 грудня 2013. Процитовано 31 березня 2015.

Література

Buss, S.R. V.2 Bump mapping // 3D Computer Graphics: A Mathematical Introduction with OpenGL. — Cambridge University Press, 2003. — 371 p. — .
Birn, J. Digital Lighting and Rendering. — Pearson Education, 2013. — 464 p. — .
Akenine-Möller, T. and Haines, E. and Hoffman, N. Real-Time Rendering, Third Edition. — CRC Press, 2008. — 1045 p. — .

[1] (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 22 жовтня 2016. Процитовано 14 квітня 2015.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()

[:0-2] . Архів оригіналу за 12 грудня 2013. Процитовано 31 березня 2015.

[:1-3] . Архів оригіналу за 13 грудня 2013. Процитовано 31 березня 2015.