Wat is reliëfmapping?

In computerafbeeldingen, vooral driedimensionale (3D) computerafbeeldingen, is reliëfafbeelding een manier om een ​​tweedimensionaal (2D) beeld op het oppervlak van een object toe te passen om het uiterlijk van de geometrie te wijzigen. Een reliëfkaart is een 2D-afbeelding waarin elke afbeelding de hoogte van de overeenkomstige locatie op een 3D-model bepaalt of, alternatief, transparant is om aan te geven dat er op het gegeven punt op het model geen geometrie is. Wanneer het 2D-beeld een textuur is die op het oppervlak van het 3D-object is afgebeeld, zal de rendering-engine de geometrie van het object wijzigen en elk punt geassocieerd met een pixel in het 2D-beeld op een bepaalde afstand van zijn oorspronkelijke coördinaat verplaatsen met een waarde die overeenkomt naar zijn textuurpixel. Dit zorgt voor zeer subtiele hoeveelheden details die kunnen reageren op licht, nauwkeurige schaduwen kunnen werpen en zelfs achtergrondobjecten kunnen bedekken zonder dat fijne, geheugenintensieve mazen nodig zijn om de geometrie te construeren. Een voorbeeld van dit type afbeelding zou kunnen zijn het toepassen van een satellietfoto van de aarde op een bol, waarbij reliëfafbeelding ervoor zorgt dat de punten op het oppervlak van de bol hoger zijn waar bergen zijn en vlak blijven waar oceanen zijn.

Reliëftoewijzing is afhankelijk van een 2D-structuurafbeelding voor de gegevens die nodig zijn om een ​​object weer te geven. Het 2D-beeld bestaat uit pixels van verschillende kleuren en elke kleur wordt vertaald in een specifieke hoogte. De meeste van deze afbeeldingen zijn in grijswaarden omdat het gemakkelijk is om de hoogte van een gebied te bepalen wanneer zwart gelijk is aan geen hoogte, puur wit de maximale hoogte is en grijstinten de tussenliggende waarden vormen.

Wanneer een object de 2D-textuur heeft toegepast voor reliëftoewijzing, wordt de locatie van elke pixel afgestemd op een punt in de geometrie van het object. Als de textuurpixel in de afbeelding, een texel genoemd, een andere waarde dan nul heeft, wordt de 3D-coördinaat van het oppervlak van het model aangepast door de waarde van de pixel weg van het midden van het object in de richting van het oppervlak normaal. De hoeveelheid beweging die elke Texel-eenheid vertegenwoordigt, kan zeer laag worden ingesteld, zodat de reliëfafbeelding kan worden gebruikt om alleen subtiele vervormingen in een oppervlak te maken, of deze kan hoog worden ingesteld, zodat een reliëftextuurkaart zich vertaalt in wild grillig terrein.

Er zijn veel toepassingen voor reliëfmapping in computergraphics, van het weergeven van 2D-cartografische kaarten in 3D tot het geometrisch simuleren van zeer gedetailleerde structuren, zoals het geweven oppervlak van een trui. Opgemerkt moet worden dat reliëfmapping erg lijkt op bumpmapping, en sommige programma's optimaliseren de mapping in feite op afstand binnen een scène door terug te keren naar bumpmapping. Het grote verschil is dat, hoewel sommige vergelijkbare oppervlakte-effecten kunnen worden bereikt, bumpmapping er nooit echt voor zorgt dat de geometrie van het object buiten zijn geometrische basisvorm uitsteekt. Dit betekent dat als een bol met een afbeelding van bergen in kaart wordt gebracht, het zichtbare oppervlak de bergen nauwkeurig weergeeft, maar de randen van de bol en de schaduw van de bol blijven perfect rond. De reliëfkaarttechniek zou de bol zelfs wijzigen, zodat de geometrie ervan de textuurhoogten nauwkeurig weergeeft.