En gráficos por computadora , un mapa de altura o campo de altura es una imagen rasterizada que se utiliza principalmente como cuadrícula global discreta en el modelado de elevación secundaria . Cada píxel almacena valores, como datos de elevación de la superficie , para mostrarlos en gráficos por computadora en 3D . Se puede utilizar un mapa de altura en el mapeo de relieve para calcular dónde estos datos 3D crearían sombra en un material, en el mapeo de desplazamiento para desplazar la posición geométrica real de los puntos sobre la superficie texturizada o para terrenos donde el mapa de altura se convierte en una malla 3D.
Un mapa de altura contiene un canal interpretado como una distancia de desplazamiento o "altura" desde el "suelo" de una superficie y, a veces, visualizado como luma de una imagen en escala de grises , donde el negro representa la altura mínima y el blanco representa la altura máxima. Cuando se renderiza el mapa, el diseñador puede especificar la cantidad de desplazamiento para cada unidad del canal de altura, que corresponde al "contraste" de la imagen. Los mapas de altura se pueden almacenar por sí mismos en formatos de imágenes en escala de grises existentes, con o sin metadatos especializados , o en formatos de archivos especializados como documentos Daylon Leveller, GenesisIV y Terragen .
También se puede aprovechar el uso de canales de color individuales para aumentar los detalles. Por ejemplo, una imagen RGB estándar de 8 bits sólo puede mostrar 256 valores de gris y, por tanto, sólo 256 alturas. Al utilizar colores se puede almacenar un mayor número de alturas (para una imagen de 24 bits se pueden representar 256 3 = 16.777.216 alturas (256 4 = 4.294.967.296 si también se utiliza el canal alfa)). Esta técnica es especialmente útil cuando la altura varía ligeramente en un área grande. Utilizando sólo valores grises, debido a que las alturas deben asignarse a sólo 256 valores, el terreno renderizado aparece plano, con "escalones" en ciertos lugares.
Los mapas de altura se utilizan comúnmente en los sistemas de información geográfica , donde se les llama modelos digitales de elevación .
Los mapas de altura se pueden crear a mano con un programa de pintura clásico o un editor de terreno especial. Estos editores visualizan el terreno en 3D y permiten al usuario modificar la superficie. Normalmente existen herramientas para subir, bajar, alisar o erosionar el terreno. Otra forma de crear un terreno es utilizar un algoritmo de generación de terreno. Esto puede ser, por ejemplo, una función de ruido simplex 2D [1] o mediante agregación limitada por difusión . [2] Otro método consiste en reconstruir mapas de altura a partir de datos del mundo real, por ejemplo utilizando un radar de apertura sintética . [3]
Los mapas de altura se utilizan ampliamente en software de representación del terreno y en videojuegos modernos . Los mapas de altura son una forma ideal de almacenar elevaciones digitales del terreno; en comparación con una malla poligonal normal, requieren sustancialmente menos memoria para un nivel de detalle determinado. La mayoría de los programas de modelado por computadora 3D modernos son capaces de utilizar datos de mapas de altura en forma de mapas de protuberancias , normales o de desplazamiento para crear de forma rápida y precisa terrenos complejos y otras superficies.
En los primeros juegos que utilizaban renderizado por software, los elementos a menudo representaban alturas de columnas de vóxeles renderizados con ray casting . En la mayoría de los juegos más nuevos, los elementos representan la coordenada de altura de los polígonos en una malla .
Aunque los términos mapa de altura y campo de altura a menudo no se pueden distinguir entre sí, todavía existe una pequeña diferencia entre los términos. Heightmap proviene del término matemático "mapa" y heightfield proviene del término matemático "campo vectorial". Heightmap es la descripción más correcta porque la mayoría de los campos de altura no son un campo (vectorial) en términos matemáticos, pero siempre son un mapa (tanto en términos matemáticos como en la representación visual).