Что такое сферическое картирование?

В компьютерной графике отображение сферы может относиться к любому из двух методов, которые используются для применения изображения или процедурной текстуры к трехмерной (3D) сфере. Как правило, отображение сферы используется для нанесения двумерного (2D) растеризованного изображения на поверхность сферы, искажая плоское изображение в соответствии с полярными координатами формы. Отображение сферы также используется для описания формы отображения среды, в которой используется предварительно визуализированное изображение сцены, которое отображается на поверхности сферы таким образом, что сфера, по-видимому, отражает окружающую среду вокруг нее, как шар изготовлен из идеально отражающего металла. Оба типа отображения сфер приводят к созданию трехмерной сферы с текстурой, нанесенной на ее поверхность, хотя отображение окружающей среды искажает изображение не так, как отображение сферической проекции.

При использовании для наложения текстуры на форму сферы, отображение сферы берет двумерное изображение и проецирует его на поверхность текстурируемой сферы. Изображение следует системе координат сферы, где каждая вершина на поверхности выравнивается так же, как пересечения линий долготы и широты на глобусе. Это означает, что когда изображение достигает полюсов сферы сверху и снизу, изображение начнет сжиматься в одну вершину, эффективно искажая изображение. Во многих случаях с правильно созданным текстурным изображением это придает сфере более естественный вид, а не кубическое или цилиндрическое. Этот метод используется для создания графики и анимации текстурированных сфер, таких как планета Земля, со спутниковыми изображениями океанов и континентов.

При использовании в картографировании окружающей среды сферическое отображение является быстрым способом создания объекта, который, кажется, имеет зеркальную поверхность. Процесс вычисляет векторы света от поверхности сферы, и этот вектор затем переводится в координаты, которые используются для нахождения цвета в 2D-изображении. В отличие от проекционного сферического отображения, отражающая версия искажает изображение немного по-другому.

Одним из преимуществ использования сферического картирования окружающей среды является то, что оно очень быстрое по сравнению с другими методами, такими как трассировка лучей, которая динамически вычисляет отражение на основе объектов в сцене. Метод быстрый, потому что отражение на самом деле является предварительно отрендеренным изображением. Это приводит к некоторым сложностям с техникой, потому что динамические изменения окружающей среды или объектов, которые движутся в сцене, не будут отображаться в отражении. Кроме того, поскольку воспринимаемое отражение является статическим, вогнутые формы, которые получают отображение, не будут отражать самих себя, вызывая иногда запутывающий визуальный эффект.