El mapeo de protuberancias [1] es una técnica de mapeo de texturas en gráficos por computadora para simular protuberancias y arrugas en la superficie de un objeto. Esto se logra perturbando las normales de la superficie del objeto y utilizando la normal perturbada durante los cálculos de iluminación. El resultado es una superficie aparentemente irregular en lugar de una superficie lisa, aunque la superficie del objeto subyacente no cambia. El mapeo de relieve fue introducido por James Blinn en 1978. [2]
El mapeo normal es la variación más común del mapeo de relieve utilizado. [3]
El mapeo de relieve es una técnica de gráficos por computadora para hacer que una superficie renderizada parezca más realista simulando pequeños desplazamientos de la superficie. Sin embargo, a diferencia del mapeo de desplazamiento , la geometría de la superficie no se modifica. En lugar de ello, sólo se modifica la superficie normal como si la superficie hubiera sido desplazada. La superficie normal modificada se utiliza luego para cálculos de iluminación (usando, por ejemplo, el modelo de reflexión de Phong ), dando la apariencia de detalle en lugar de una superficie lisa.
El mapeo de relieve es mucho más rápido y consume menos recursos para el mismo nivel de detalle en comparación con el mapeo de desplazamiento porque la geometría permanece sin cambios.
También existen extensiones que modifican otras características de la superficie además de aumentar la sensación de profundidad. El mapeo de paralaje y el mapeo de horizontes son dos de esas extensiones. [4]
La principal limitación del mapeo de relieve es que sólo perturba las normales de la superficie sin cambiar la superficie subyacente. [5] Por lo tanto, las siluetas y las sombras no se ven afectadas, lo que se nota especialmente en desplazamientos simulados más grandes. Esta limitación se puede superar mediante técnicas que incluyen el mapeo de desplazamiento donde se aplican protuberancias a la superficie o el uso de una isosuperficie .
Existen dos métodos principales para realizar un mapeo de relieve. El primero utiliza un mapa de altura para simular el desplazamiento de la superficie que produce la normal modificada. Este es el método inventado por Blinn [2] y normalmente se denomina mapeo de relieve a menos que se especifique lo contrario. Los pasos de este método se resumen a continuación.
Antes de realizar un cálculo de iluminación para cada punto visible (o píxel ) en la superficie del objeto:
El resultado es una superficie que parece tener profundidad real. El algoritmo también garantiza que la apariencia de la superficie cambie a medida que se mueven las luces de la escena.
El otro método consiste en especificar un mapa normal que contenga directamente la normal modificada para cada punto de la superficie. Dado que la normal se especifica directamente en lugar de derivarse de un mapa de altura, este método generalmente conduce a resultados más predecibles. Esto facilita el trabajo de los artistas, lo que lo convierte en el método más común de mapeo de relieve en la actualidad. [3]
Los programadores de gráficos 3D en tiempo real suelen utilizar variaciones de la técnica para simular el mapeo de relieve a un costo computacional menor.
Una forma típica era utilizar una geometría fija, que permite utilizar la superficie normal del mapa de alturas casi directamente. Combinado con una tabla de búsqueda precalculada para los cálculos de iluminación, el método podría implementarse con un bucle muy simple y rápido, permitiendo un efecto de pantalla completa. Este método era un efecto visual común cuando se introdujo por primera vez el mapeo de relieve.
