Parallax Mapping

Rodrigo MartinsFCG 2005/1

Motivação

Renderização de superficies irregulares com maior qualidade.Simples adição de vértices aumenta a complexidade de modelos e dados enviados para placa gráfica.Diminuição de desempenho

Técnicas base

Emboss bump mapping(Dot3) Bump mappingDisplacement mappingVirtual Displacement mapping Parallax Mapping

Bump Mapping

Superfície lisa

Superfície Irregular

Superfície lisa renderizada com normais perturbadas

Bump mapping

As normais perturbadas são armazenadas em texturas 2d (normal maps)Mapa de normais pode ser calculado em tempo realTécnicas mais avançadas utilizam height maps para oclusão, ou informações sobre a superficie

Normal map

Domínio de normais [-1..1]

Mapeia para [0..1]ou[0..255] na imagem

Pixel = 0.5 + 0.5 * N

N = 2*(P - 0.5)

Bump Mapping

Utilização de per pixel lighting

Componente difusa: (N dot L)

Componente especular: (N dot H)n

Espaço tangente

O espaço tangente é de grande importância ao se utilizar técnicas que utilizam calculos de iluminação baseado em texturas.

Espaço tangente é o espaço vetorial onde são definidas as coordenadas de textura base (u,v) de um objeto.

Transformar eye vector e light vector para espaço tangente

Espaço Tangente

Normal

Tangente

Binormal

Espaço Tangente

Rotação para espaço Tangente

NBT

BTN

TNB

NBT

NBT

NBT

zzz

yyy

xxx

Bump Mapping

Não resolve todas os problemas.Texturas são projetadas como se representassem objetos planos.Planaridade da geometria é facilmente perceptivel sob determinados angulos de visão.

Displacement mapping

Técnicas que para atingirem um maior grau de realismo, deformam superfícies.Técnicas caras, e que em algum conflitam com as tendências do hardware gráfico atual.

Parallax mapping

Corrige as coordenadas de textura de forma a simular superfícies irregulares.

T T1

Superficie simulada

Polígono redenderizado

eyeVec

Parallax mapping

T T1

Superficie simulada

Polígono redenderizado

eyeVec

h

HH’

T1 = T + h’ (eyeVec{x,y} / eyeVec{z} )

h´ = h x escala + biash´ simula propriedades físicas da superfície

Limite de offset

Offset depende do ângulo de visão.

Impede artefatos indesejados em angulos rasos de visão.

Offset máximo definido como o valor de h

Limite de Offset

T T1

Superficie simulada

Polígono redenderizado

eyeVec

h

HH’

T1 = T + h’ (eyeVec{x,y} )

Screenshot

Conclusões

Melhora significativa na representação de superfícies irregulares.Não adiciona termo de oclusãoMelhorias permitem oclusão e geração de sombras.

Referências

Blinn, “Simulation of Wrinkled Surfaces”, SIGGRAPH 78. Kaneko, “Detailed Shape Representation with Parallax mapping”, ICAT 2001.Oliveira, “Relief Texture Mapping”, SIGGRAPH 2000.Welsh, “Parallax Mapping with Offset Limiting”, Infiscape.