El mapeo de desplazamiento es una técnica de gráficos por computadora alternativa en contraste con el mapeo de relieve , normal y de paralaje , que utiliza un mapa de textura o altura para causar un efecto en el que la posición geométrica real de los puntos sobre la superficie texturizada se desplaza , a menudo a lo largo de la normal de la superficie local . de acuerdo con el valor que evalúa la función de textura en cada punto de la superficie. [1] Da a las superficies una gran sensación de profundidad y detalle, permitiendo en particular autooclusión, autosombra y siluetas; por otro lado, es la más costosa de esta clase de técnicas debido a la gran cantidad de geometría adicional.
Durante años, el mapeo de desplazamiento fue una peculiaridad de los sistemas de renderizado de alta gama como PhotoRealistic RenderMan , mientras que las API en tiempo real , como OpenGL y DirectX , apenas comenzaban a utilizar esta función. Una de las razones de esto es que la implementación original del mapeo de desplazamiento requirió una teselación adaptativa de la superficie para obtener suficientes micropolígonos cuyo tamaño coincidiera con el tamaño de un píxel en la pantalla. [ cita necesaria ]
El mapeo de desplazamiento incluye el término mapeo que se refiere a un mapa de textura que se utiliza para modular la fuerza del desplazamiento. La dirección del desplazamiento suele ser la normal a la superficie local. Hoy en día, muchos renderizadores permiten sombreados programables que pueden crear texturas y patrones procesales (multidimensionales) de alta calidad a frecuencias arbitrariamente altas. El uso del término mapeo se vuelve discutible entonces, ya que ya no se trata de un mapa de textura. Por lo tanto, el término más amplio desplazamiento se usa a menudo hoy en día para referirse a un súper concepto que también incluye el desplazamiento basado en un mapa de textura.
Los renderizadores que utilizan el algoritmo REYES , o enfoques similares basados en micropolígonos , han permitido mapear desplazamientos en frecuencias altas arbitrarias desde que estuvieron disponibles hace casi 20 años.
El primer renderizador disponible comercialmente que implementó un enfoque de mapeo de desplazamiento de micropolígonos a través de REYES fue PhotoRealistic RenderMan de Pixar . Los renderizadores de micropolígonos suelen teselar la geometría con una granularidad adecuada para la imagen que se está renderizando. Es decir: la aplicación de modelado entrega primitivas de alto nivel al renderizador. Los ejemplos incluyen verdaderas NURBS o superficies de subdivisión . Luego, el renderizador tesela esta geometría en micropolígonos en el momento del renderizado utilizando restricciones basadas en vistas derivadas de la imagen que se está renderizando.
Otros renderizadores que requieren que la aplicación de modelado entregue objetos pre-teselados en polígonos arbitrarios o incluso triángulos han definido el término mapeo de desplazamiento como mover los vértices de estos polígonos. A menudo, la dirección del desplazamiento también está limitada a la superficie normal al vértice. Si bien conceptualmente son similares, esos polígonos suelen ser mucho más grandes que los micropolígonos. Por lo tanto, la calidad lograda con este enfoque está limitada por la densidad de teselación de la geometría mucho tiempo antes de que el renderizador tenga acceso a ella.
Esta diferencia entre el mapeo de desplazamiento en renderizadores de micropolígonos y el mapeo de desplazamiento en renderizadores de (macro)polígonos sin teselación a menudo puede generar confusión en las conversaciones entre personas cuya exposición a cada tecnología o implementación es limitada. Más aún, como en los últimos años, muchos renderizadores que no son micropolígonos han agregado la capacidad de realizar mapeos de desplazamiento de una calidad similar a la que un renderizador de micropolígonos puede ofrecer de forma natural. Para distinguir entre el crudo desplazamiento previo a la teselación que estos renderizadores hacían antes, se introdujo el término desplazamiento de subpíxeles para describir esta característica. [ cita necesaria ]
El desplazamiento de subpíxeles comúnmente se refiere a una nueva teselación más fina de la geometría que ya estaba teselada en polígonos. Esta nueva teselación da como resultado micropolígonos o, a menudo, microtriángulos. Luego, los vértices de estos se mueven a lo largo de sus normales para lograr el mapeo de desplazamiento.
Los verdaderos renderizadores de micropolígonos siempre han podido hacer lo que el desplazamiento de subpíxeles logró recientemente, pero con mayor calidad y en direcciones de desplazamiento arbitrarias.
Los desarrollos recientes parecen indicar que algunos de los renderizadores que utilizan desplazamiento de subpíxeles también admiten geometría de nivel superior. Como es probable que los proveedores de estos renderizadores sigan usando el término desplazamiento de subpíxeles, esto probablemente conducirá a una mayor confusión de lo que realmente significa el mapeo de desplazamiento en los gráficos por computadora en 3D .
En referencia al lenguaje de sombreado de alto nivel patentado por Microsoft , el mapeo de desplazamiento se puede interpretar como una especie de "mapeo de vértice-textura" donde los valores del mapa de textura no alteran los colores de los píxeles (como es mucho más común), sino que cambian la posición. de vértices. A diferencia del mapeo de relieve, normal y de paralaje, de los cuales se puede decir que "falsifican" el comportamiento del mapeo de desplazamiento, de esta manera se puede producir una superficie genuinamente rugosa a partir de una textura. Debe usarse junto con técnicas de teselación adaptativa (que aumentan el número de polígonos renderizados según la configuración de visualización actual) para producir mallas muy detalladas. [ cita necesaria ]