Wie stark komprimiert 3Dc?

15. Juni 2005 / von aths / Seite 3 von 7

   Erzeugung von Normalmaps

Dank der Normalmap können nun deutlich mehr Normalen-Informationen zur Verfügung stehen, als es Vertices (also Eckpunkte) gibt, womit die Darstellung rauer Oberflächen ohne Nutzung eines extremen Geometrie-Detailgrades möglich wird. Manche Bumpmapping-Methoden beziehen auch die Entfernung zur Lichtquelle mit ein. Die Erzeugung von Normalmaps kann entweder ausgehend von einem geometrisch hochaufgelösten 3D-Modell oder ausgehend von einer Heightmap stattfinden. Für beide Ansätze gibt es Tools. Wir zeigen mittels ATIs NormalMapGenerator, wie eine beispielhafte Heightmap als Normalmap aussehen kann:

Weiß steht hier für "niedrig", schwarz für "hoch".

Und so sieht die Normalmap aus.

Wie ist das nun zu interpretieren? Die Farbwerte für R und G von 0 … 255 stehen für X und Y in einem Wertebereich von -1 … 1, B kodiert Z von 0 … 1. Überall, "wo nichts los ist", hat man also X und Y = 0, Z = 1 – also einen Pfeil, der von der Monitorfläche senkrecht Richtung Betrachter zeigt. In den Grün-Kanal wurde die Y-Komponente gelegt, Grün gibt hier also die Oben/Unten-Ausrichtung an, und Rot steht für die Links/Rechts-Neigung. Dabei handelt es sich um eine beliebte Normalmap-Darstellung, die im sogenannten Tangent Space vorliegt. Es gibt auch andere Möglichkeiten, Normalen zu speichern.

Die Höheninformation geht allerdings verloren – der Tupfer in der Mitte links sieht genauso aus wie der Tupfer auf dem Plateau. Nur im Zusammenhang mit der Umgebungsinformation lässt sich die tatsächliche Höhe abschätzen.

Man kann schon an der Normalmap den Effekt sehen, dass der unscharfe "3DCenter.org"-Schriftzug weiter herauszuragend scheint als die normale Schrift, und das wo laut Heightmap beide Versionen die gleiche Höhe haben. Normalmaps eignen sich schlecht, um solche scharfen Kanten darzustellen. Die raue Oberfläche rechts unten wird hervorragend wiedergegeben, doch akzentuierte Details erscheinen mit Bumpmapping zu flach.

Ungefähr so könnte eine Textur mit Bumpmapping aussehen.

Dieses Bild haben wir allerdings "gefakt", betrachten wir lieber echtes Bumpmapping.