Co to jest mapowanie sferyczne?

W grafice komputerowej mapowanie sfery może odnosić się do jednej z dwóch metod stosowanych do nanoszenia obrazu lub tekstury proceduralnej na trójwymiarową (3D) sferę. Ogólnie, mapowanie kuli służy do nakładania dwuwymiarowego (2D) zrasteryzowanego obrazu na powierzchnię kuli, zniekształcając płaski obraz w celu dopasowania do współrzędnych biegunowych kształtu. Mapowanie sfery jest również używane do opisania formy mapowania środowiskowego, które wykorzystuje wstępnie renderowany obraz sceny, który jest mapowany na powierzchnię kuli w sposób, który sprawia, że ​​kula wydaje się odbijać otaczające ją środowisko, jak piłka wykonany z doskonale odbijającego światło metalu. Oba typy mapowania kuli dają trójwymiarową kulę, która ma teksturę nałożoną na jej powierzchnię, chociaż mapowanie środowiskowe zniekształca obraz w inny sposób niż mapowanie projekcji sferycznej.

W przypadku zastosowania tekstury do kształtu kuli, mapowanie kuli pobiera obraz 2D i rzutuje go na powierzchnię teksturowanej kuli. Obraz jest zgodny z układem współrzędnych kuli, w którym każdy wierzchołek na powierzchni jest wyrównany podobnie jak przecięcia linii długości i szerokości geograficznej na globusie. Oznacza to, że gdy obraz dotrze do biegunów kuli na górze i na dole, obraz zacznie się kompresować w kierunku pojedynczego wierzchołka, skutecznie zniekształcając obraz. W wielu przypadkach przy prawidłowo utworzonym obrazie tekstury daje to bardziej naturalny wygląd kuli w przeciwieństwie do mapowania sześciennego lub cylindrycznego. Technika ta służy do tworzenia grafik i animacji teksturowanych sfer, takich jak planeta Ziemia, ze zdjęciami satelitarnymi oceanów i kontynentów.

W przypadku mapowania środowiska, mapowanie sfery jest szybkim sposobem na stworzenie obiektu, który wydaje się mieć lustrzaną powierzchnię. Proces oblicza wektory światła z powierzchni kuli, a wektor ten jest następnie tłumaczony na współrzędne używane do znalezienia koloru na obrazie 2D. W przeciwieństwie do odwzorowania sferycznego projekcji, wersja odblaskowa zniekształca obraz w nieco inny sposób.

Jedną z zalet korzystania z mapowania sfery środowiskowej jest to, że jest bardzo szybkie w porównaniu z innymi metodami, takimi jak śledzenie promieni, które dynamicznie oblicza odbicie na podstawie obiektów w scenie. Metoda jest szybka, ponieważ odbicie jest w rzeczywistości wstępnie wyrenderowanym obrazem. Prowadzi to do pewnych komplikacji związanych z techniką, ponieważ dynamiczne zmiany otoczenia lub obiekty poruszające się w scenie nie zostaną pokazane w odbiciu. Dodatkowo, ponieważ postrzegane odbicie jest statyczne, wklęsłe kształty, które otrzymują odwzorowanie, nie będą się odbijać, powodując czasami mylący efekt wizualny.