변위 매핑
Displacement mapping |
변위 매핑은 범프 매핑, 정상 매핑 및 시차 매핑과 대조되는 대안적인 컴퓨터 그래픽 기법으로, (절차-) 텍스처 또는 높이 맵을 사용하여 종종 국소 표면에서 정상으로 따라 점의 실제 기하학적 위치가 변위되는 효과를 유발한다.텍스처 함수는 표면의 각 지점에서 평가한다.그것은 표면의 깊이와 디테일을 크게 느끼게 해주며, 특히 자기 성찰, 자기 그림자와 실루엣을 허용한다. 반면에, 그것은 많은 양의 추가 기하학 때문에 이 종류의 기술들 중 가장 비용이 많이 든다.
수년 동안 변위 매핑은 PhotoRealistic RenderMan과 같은 고급 렌더링 시스템의 특수성이었고, OpenGL과 DirectX와 같은 실시간 API는 이 기능을 사용하기 시작했을 뿐이다.그 이유 중 하나는 화면 상의 픽셀 크기와 일치하는 충분한 크기의 마이크로폴리곤을 얻기 위해 변위 매핑의 원래 구현 시 표면의 적응형 테셀레이션이 필요했기 때문이다.[citation needed]
다른 맥락에서 용어의 의미
변위 매핑은 변위 강도를 변조하는 데 사용되는 텍스처 맵핑을 가리키는 용어 매핑을 포함한다.변위 방향은 보통 국부 표면이 정상이다.오늘날 많은 렌더러가 임의의 높은 주파수에서 고품질(다차원) 절차적 질감과 패턴을 만들 수 있는 프로그램 가능한 음영을 허용하고 있다.텍스처 맵이 더 이상 관여하지 않기 때문에 맵핑이라는 용어의 사용은 논쟁의 여지가 있다.따라서 오늘날에는 텍스처 맵에 기초한 변위 또한 포함하는 수퍼 개념을 가리키는 데 더 넓은 용어 변위를 사용하는 경우가 많다.
REYES 알고리즘 또는 마이크로폴리곤에 기반한 유사한 접근법을 사용하는 렌더러는 거의 20년 전에 이용 가능해진 이후 임의의 높은 주파수에서 변위 매핑을 허용해왔다.
REYES를 통해 마이크로폴리곤 변위 매핑 접근법을 최초로 구현한 상용 렌더러는 픽사의 PhotoRealistic RenderMan이었다.마이크로폴리곤 렌더러는 일반적으로 렌더링되는 이미지에 적합한 세분화 방식으로 기하학 자체를 테셀링한다.즉, 모델링 애플리케이션은 렌더러에게 높은 수준의 원시 요소를 제공한다.예를 들어 진정한 NURBS- 또는 분할 표면을 들 수 있다.그런 다음 렌더러는 렌더링되는 이미지에서 파생된 뷰 기반 제약 조건을 사용하여 렌더링 시 이 지오메트리를 마이크로폴리곤으로 판매한다.
사전 판매된 객체를 임의의 다각형 또는 심지어 삼각형으로 전달하기 위한 모델링 어플리케이션이 필요한 다른 렌더러는 이러한 다각형의 정점을 이동하는 것으로 변위 매핑이라는 용어를 정의했다.종종 변위 방향은 정점에서 정상적인 표면으로 제한된다.개념적으로 비슷하지만, 그러한 다각형은 보통 마이크로폴리곤보다 훨씬 크다.따라서 이 접근방식으로 달성되는 품질은 렌더러가 접근하기 훨씬 전에 기하학의 다듬기 밀도에 의해 제한된다.
마이크로폴리곤 렌더러의 변위 매핑 대 비전매(매크로) 폴리곤 렌더러의 변위 매핑 간의 이러한 차이는 각 기술이나 구현에 대한 노출이 제한된 사람들 사이의 대화에 혼란을 야기할 수 있다.더욱 그렇다, 최근 몇 년 동안, 많은 비 마이크로폴리곤 렌더러들은 마이크로폴리곤 렌더러가 자연적으로 전달할 수 있는 품질과 유사한 품질의 변위 매핑을 할 수 있는 능력을 추가했다.이러한 렌더러가 이전에 행했던 조잡한 프리셀링 기반 변위를 구별하기 위해 이 특징을 설명하기 위해 하위 픽셀 변위라는 용어가 도입되었다.[citation needed]
하위 픽셀 변위는 일반적으로 이미 폴리곤으로 테셀링된 기하학을 보다 미세하게 재테셀링하는 것을 말한다.이러한 재처리는 마이크로폴리곤 또는 종종 마이크로 트라이앵글을 발생시킨다.그 다음 이들의 정점은 변위 매핑을 달성하기 위해 정규를 따라 이동한다.
진정한 마이크로폴리곤 렌더러는 서브픽셀 변위가 최근에야 달성한 것을 항상 더 높은 품질과 임의 변위 방향으로 할 수 있었다.
최근의 발전은 하위 픽셀 변위를 사용하는 렌더러들 중 일부는 더 높은 수준의 기하학적 구조를 지지하는 쪽으로 이동한다는 것을 보여주는 것으로 보인다.이러한 렌더링 업체들은 하위 픽셀 변위라는 용어를 계속 사용할 가능성이 높기 때문에, 이것은 3D 컴퓨터 그래픽에서 변위 매핑이 실제로 무엇을 의미하는지 더 많은 난독화를 초래할 것이다.
마이크로소프트가 독점하고 있는 하이 레벨 셰이더 언어와 관련하여, 변위 매핑은 텍스처 맵의 값이 픽셀 색상을 변경하지 않고 정점의 위치를 변경하는 일종의 "베르텍스 혼합물 매핑"으로 해석할 수 있다.범프, 정상, 시차 매핑과는 달리, 이 모든 것이 변위 매핑의 행동을 "가짜"라고 말할 수 있는, 이런 식으로, 질감에서 진정으로 거친 표면을 만들 수 있다.적응형 테셀레이션 기법(현재 보기 설정에 따라 렌더링된 폴리곤의 수를 늘리는)과 함께 사용하여 매우 상세한 메쉬를 만들어야 한다.[citation needed]
