Ce este cartografierea reliefului?

În grafica computerizată, în special în grafica computerizată tridimensională (3D), maparea în relief este o modalitate de a aplica o imagine bidimensională (2D) pe suprafața unui obiect pentru a modifica aspectul geometriei acestuia. O hartă în relief este o imagine 2D în care fiecare imagine determină înălțimea locației corespunzătoare pe un model 3D sau, alternativ, este transparentă pentru a indica că nu există geometrie în punctul dat al modelului. Când imaginea 2D este mapată textura pe suprafața obiectului 3D, motorul de randare va modifica geometria obiectului și va muta fiecare punct asociat cu un pixel din imaginea 2D la o anumită distanță de coordonatele inițiale cu o valoare care corespunde la pixelul său de textura. Acest lucru permite cantități foarte subtile de detalii care pot răspunde la lumină, pot proiecta umbre precise și chiar acoperi obiecte de fundal, fără a fi nevoie de rețele fine, care necesită mult memorie pentru a construi geometria. Un exemplu de acest tip de cartografiere ar putea fi aplicarea unei fotografii satelitare a Pământului unei sfere, cartografierea în relief determinând punctele de pe suprafața sferei să fie mai înalte acolo unde sunt munți și să rămână plate acolo unde sunt oceane.

Maparea în relief se bazează pe o imagine de textură 2D pentru datele necesare redării unui obiect. Imaginea 2D este formată din pixeli de diferite culori, iar fiecare culoare este tradusă într-o anumită înălțime. Cele mai multe dintre aceste imagini sunt în tonuri de gri, deoarece este ușor să determinați înălțimea unei zone când negrul va echivala cu nicio înălțime, albul pur va fi înălțimea maximă, iar griurile vor constitui valorile intermediare.

Când un obiect are textura 2D aplicată pentru maparea în relief, locația fiecărui pixel este potrivită cu un punct din geometria obiectului. Dacă pixelul de textură din imagine, numit texel, are o altă valoare decât zero, atunci coordonatele 3D ale suprafeței modelului sunt ajustate cu valoarea pixelului departe de centrul obiectului în direcția suprafeței. normal. Cantitatea de mișcare pe care o reprezintă fiecare unitate texel poate fi setată foarte scăzută, astfel încât maparea reliefului să poată fi utilizată pentru a face doar deformări subtile pe o suprafață, sau poate fi setată la mare, astfel încât o hartă a texturii în relief se va traduce într-un teren extrem de denivelat.

Există multe utilizări pentru cartografierea reliefului în grafica computerizată, de la afișarea hărților cartografice 2D în 3D până la simularea geometrică a texturilor foarte detaliate, cum ar fi suprafața țesută a unui pulover. Trebuie remarcat faptul că maparea reliefului este foarte asemănătoare cu maparea denivelărilor, iar unele programe optimizează de fapt maparea la distanță în cadrul unei scene, revenind la maparea denivelărilor. Diferența majoră este că, în timp ce unele efecte similare de suprafață pot fi obținute, maparea cu denivelări nu provoacă niciodată ca geometria obiectului să iasă în afara formei sale geometrice de bază. Aceasta înseamnă că, dacă o sferă este mapată cu o imagine a munților, atunci suprafața vizibilă va reda cu precizie munții, dar marginile sferei și umbra sferei vor rămâne perfect rotunde. Tehnica de cartografiere a reliefului ar modifica de fapt sfera, astfel încât geometria acesteia să reflecte cu acuratețe înălțimile texturii.