Parallax Mapping Rodrigo Martins FCG 2005/1. Motivação Renderização de superficies irregulares...
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Parallax Mapping
Rodrigo MartinsFCG 2005/1
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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
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Técnicas base
Emboss bump mapping(Dot3) Bump mappingDisplacement mappingVirtual Displacement mapping Parallax Mapping
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Bump Mapping
Superfície lisa
Superfície Irregular
Superfície lisa renderizada com normais perturbadas
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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
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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)
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Bump Mapping
Utilização de per pixel lighting
Componente difusa: (N dot L)
Componente especular: (N dot H)n
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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
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Espaço Tangente
Normal
Tangente
Binormal
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Espaço Tangente
Rotação para espaço Tangente
NBT
BTN
TNB
NBT
NBT
NBT
zzz
yyy
xxx
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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.
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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.
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Parallax mapping
Corrige as coordenadas de textura de forma a simular superfícies irregulares.
T T1
Superficie simulada
Polígono redenderizado
eyeVec
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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
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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
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Limite de Offset
T T1
Superficie simulada
Polígono redenderizado
eyeVec
h
HH’
T1 = T + h’ (eyeVec{x,y} )
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Screenshot
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Conclusões
Melhora significativa na representação de superfícies irregulares.Não adiciona termo de oclusãoMelhorias permitem oclusão e geração de sombras.
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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.