Cartografiere normală

Cartografiere normală utilizată pentru a adăuga detalii ochiurilor simplificate.

În grafica 3D , cartarea normală sau „Dot3 bump mapping” este o tehnică utilizată pentru a simula complexitatea reliefului suprafețelor fără a fi nevoie să le modelăm în detaliu. O hartă normală este, în general, o imagine RGB generată de proiecția dintr-un obiect detaliat, care este făcută să corespundă coordonatelor x, y, z ale unei suprafețe normale mai puțin detaliate (asemănătoare planului său tangent) reprezentând același obiect. Această tehnică vă permite să îmbunătățiți aspectul și detaliile unui model poligonal simplu prin crearea unei hărți normale dintr-un model poligonal detaliat. În jocurile video și aplicațiile grafice 3D în timp real, este utilizat pentru a îmbunătăți aspectul obiectelor fără a pierde performanța de redare folosind ochiuri poli reduse .

Istorie

Ideea de a desena pe detalii geometrice pentru a crea un model poligonal complex a fost introdusă în „Fitting Smooth Surface to Dense Polygon mesh” de Krishnamurthy și Levoy, în timpul SIGGRAPH din 1996, unde această abordare a fost utilizată pentru a crea cartografierea deplasărilor pe curbele NURBS . În 1998, au fost prezentate două lucrări care conțineau ideea de a transfera, prin cartografiere normală, detalii de la ochiuri de modele poligonale complexe la modele compuse din câteva poligoane: articole academice precum „Aspect Preserving Simplification” de Jonathan David Cohen (SIGGRAPH 1998 ), și „O metodă generală pentru păstrarea valorilor atributelor pe ochiurile simplificate” de Paolo Cignoni (IEEE Visualization 1998).

Primul a prezentat un anumit algoritm de simplificare constrâns, care în timpul procesului de simplificare ține evidența modului în care detaliile pierdute pot fi mapate pe rețeaua simplificată. Al doilea a prezentat o abordare mai simplă: decuplarea rețelei cu concentrație poligonală ridicată de rețeaua cu concentrație poligonală scăzută și care permite recreerea detaliilor pierdute pentru a nu depinde de modul în care a fost creat modelul de concentrație poligonală scăzută. Această din urmă abordare (cu unele variații minore) este încă utilizată de majoritatea instrumentelor disponibile în prezent.

Istoria cartografierii normale în jocurile video

Cartografiile normale interactive au fost posibile, cel puțin inițial, numai pe PixelFlow, o mașină de redare paralelă construită de Universitatea din Carolina de Nord la Chapel Hill . Mai târziu a fost posibil să se efectueze cartografierea normală pe stațiile de lucru SGI high-end utilizând operații de redare multi-trecere și framebuffer sau pe hardware-ul PC-ului low-end, cu câteva trucuri legate de utilizarea texturilor paletizate. Cu toate acestea, odată cu apariția umbrelor în computerele personale și consolele de jocuri video, cartografierea normală s-a răspândit în software-ul comercial proprietar , utilizat de companiile de jocuri video, începând cu sfârșitul anului 2003 și în anii următori în jocuri. Popularitatea cartografierii normale pentru redarea în timp real se datorează relației sale excelente între calitate și complexitate de calcul, în ciuda altor metode de producție similare. Eficiența sa a fost posibilă, în mare parte, prin scalarea detaliilor în funcție de distanța obiectelor, o tehnică care permite reducerea selectivă a detaliilor unei hărți normale a unei texturi date: aceasta înseamnă că suprafețele cele mai îndepărtate vor necesită simulări.iluminare mai puțin complexă.

Cartarea normală de bază poate fi implementată în orice hardware care acceptă texturi paletizate. Prima consolă de jocuri care a inițiat cartografierea normală a fost Sega Dreamcast . Cu toate acestea, Xbox- ul Microsoft a fost prima consolă care a folosit efectul pe scară largă în jocurile video. În acea generație de console, doar PlayStation 2 de la Sony a suferit din cauza lipsei suportului încorporat pentru cartografierea normală. Multe jocuri Xbox 360 și PlayStation 3 se bazează în mare măsură pe cartografierea normală, iar implementarea cartografierii paralele se răspândește. Nintendo 3DS este o consolă portabilă în care s-a arătat utilizarea cartografierii normale, așa cum demonstrează Resident Evil: Revelations și Metal Gear Solid 3: Snake Eater , în ediție portabilă pe consola Nintendo .

Redarea cu tehnica normală de cartografiere. În stânga, niște ochiuri solide. În dreapta, o suprafață plană cu harta normală calculată din ochiurile din stânga.

Notă

Montarea suprafețelor netede pe ochiuri poligonale dense , Krishnamurthy și Levoy, SIGGRAPH 1996
(PDF) Aspect-Preserving Simplification , Cohen și colab., SIGGRAPH 1998
(PDF) O metodă generală pentru recuperarea valorilor atributelor pe ochiurile simplificate, Cignoni și colab., IEEE Visualization 1998
(PDF) Realistic, umbrire și iluminare accelerată de hardware , Heidrich și Seidel, SIGGRAPH 1999

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe cartografierea normală

linkuri externe

Introducere în cartografierea normală , pe game-artist.net .
Blender Normal Mapping , la wiki.blender.org . Adus la 16 aprilie 2012 (arhivat din original la 7 februarie 2009) .
Mapare normală cu texturi paletizate folosind extensii OpenGL vechi.
Fotografie normală a hărții Creați hărți normale manual prin suprapunerea fotografiilor digitale.
Cartografiere normală explicată , la 3dkingdoms.com .
xNormal O sursă închisă, un maper normal gratuit pentru Windows .

Portal IT : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu IT