O que é o mapeamento de esferas?

Em computação gráfica, o mapeamento de esferas pode se referir a um dos dois métodos usados ​​para aplicar uma imagem ou textura processual a uma esfera tridimensional (3D). Geralmente, o mapeamento de esferas é usado para aplicar uma imagem rasterizada bidimensional (2D) à superfície de uma esfera, distorcendo a imagem plana para corresponder às coordenadas polares da forma. O mapeamento de esferas também é usado para descrever uma forma de mapeamento ambiental que usa uma imagem pré-renderizada da cena que é mapeada na superfície de uma esfera de uma maneira que faz com que a esfera pareça refletir o ambiente ao seu redor, como uma bola feito de metal perfeitamente reflexivo. Ambos os tipos de mapeamento de esferas resultam em uma esfera tridimensional com uma textura aplicada à sua superfície, embora o mapeamento ambiental distorça a imagem de uma maneira diferente do mapeamento de projeção esférica.

Quando usado para aplicar uma textura a uma forma de esfera, o mapeamento de esferas pega uma imagem 2D e a projeta na superfície da esfera que está sendo texturizada. A imagem segue o sistema de coordenadas da esfera, onde cada vértice na superfície se alinha como as interseções das linhas de longitude e latitude em um globo. Isso significa que, quando a imagem atingir os pólos da esfera na parte superior e inferior, a imagem começará a se compactar em direção a um único vértice, distorcendo efetivamente a imagem. Em muitos casos, com uma imagem de textura criada corretamente, isso dá uma aparência mais natural à esfera, em vez de usar o mapeamento de cubo ou cilindro. Essa técnica é usada para criar gráficos e animações de esferas texturizadas, como o planeta Terra, com imagens de satélite dos oceanos e continentes.

Quando usado no mapeamento ambiental, o mapeamento de esferas é uma maneira rápida de criar um objeto que parece ter uma superfície espelhada. O processo calcula os vetores de luz da superfície da esfera e esse vetor é convertido em coordenadas usadas para encontrar a cor em uma imagem 2D. Diferentemente do mapeamento da esfera de projeção, a versão refletiva distorce a imagem de uma maneira ligeiramente diferente.

Uma vantagem do uso do mapeamento da esfera ambiental é que ele é muito rápido em comparação com outros métodos, como o traçado de raios, que calcula dinamicamente a reflexão com base nos objetos da cena. O método é rápido porque o reflexo é realmente uma imagem pré-renderizada. Isso leva a algumas complicações com a técnica, porque alterações dinâmicas no ambiente ou objetos que estão se movendo na cena não serão mostradas na reflexão. Além disso, como a reflexão percebida é estática, as formas côncavas que recebem o mapeamento não se refletem, causando um efeito visual às vezes confuso.