Displacement Mapping – Height Mapping je technika v počítačové grafice, která umožňuje detailně deformovat povrch objektu pomocí textury. Tato textura, známá také jako height mapa, obsahuje informace o výšce, které určují, jak moc se má povrch posunout, čímž se dosáhne mnohem realističtějšího a detailnějšího vzhledu bez nutnosti zvyšovat počet polygonů modelu.

Zjednodušené vysvětlení: Jak Displacement Mapping – Height Mapping funguje?

Představte si, že máte plastelínovou kouli. Namísto toho, abyste ji modelovali ručně, použijete speciální stroj. Tento stroj má předlohu – „mapu výšek“ – která říká, kde má plastelínu vytisknout ven a kde zatlačit dovnitř. Světlejší oblasti na mapě představují místa, kde má povrch vystupovat, zatímco tmavší oblasti indikují místa, kde se má povrch propadnout. Výsledkem je detailní povrch, který vznikl automaticky podle předlohy. Ve 3D grafice je „plastelína“ síť polygonů a „mapa výšek“ je textura, která řídí, jak se tyto polygony posunou.

Proč je to důležité? (Vliv na vizuál a hratelnost)

  • Realistické detaily povrchů: Dosahuje vysoké úrovně detailů na površích objektů, jako jsou textury kamenů, cihel nebo zmačkaná látka, což vede k realističtějšímu vizuálnímu zážitku.
  • Nižší nároky na polygony: Umožňuje dosáhnout komplexních detailů bez nutnosti extrémního zvyšování počtu polygonů, což šetří výpočetní výkon.
  • Dynamické texturování: Displacement Mapping může být použit dynamicky, umožňující změnu povrchu v reálném čase, například simulaci stlačování sněhu pod nohama.
  • Lepší interakce se světlem: Detailnější povrchy vytvořené pomocí Height Mapping realističtěji interagují se světlem, vytvářejíc přesnější stíny a odlesky.

Příklady v praxi: Které hry využívají Displacement Mapping – Height Mapping?

Displacement Mapping a Height Mapping jsou techniky široce používané v moderních hrách. Hra Crysis byla jednou z prvních, která výrazně využila tuto technologii k vytvoření detailního prostředí. Metro Exodus využívá Displacement Mapping ke zvýraznění rozpadajících se povrchů v post-apokalyptickém světě. Podobně, Hellblade: Senua’s Sacrifice používá tuto techniku ​​pro detailní textury tváře hlavní postavy, čímž přidává na emocionálním zážitku. Unreal Engine 5 demonstruje sílu Displacement Mapping prostřednictvím Nanite technologie, která umožňuje importovat filmové assety přímo do herního enginu.

Výhody a nevýhody

Výhody

  • Vysoká úroveň detailů bez nutnosti rozsáhlých polygonových sítí.
  • Zlepšená vizuální kvalita a realismus povrchů.
  • Možnost dynamické deformace povrchů.

Nevýhody

  • Vyšší nároky na výpočetní výkon ve srovnání s jednodušším texturováním (zejména při real-time Displacement Mapping).
  • Může vyžadovat dodatečné techniky pro vyhlazení hran.
  • Komplexnější implementace než běžné texturování.

Související technologie

Displacement Mapping úzce souvisí s technikami jako normal mapping a parallax mapping, které také slouží ke zlepšení detailů povrchu, ale s menšími nároky na výkon. Normal Mapping simuluje detaily povrchu pomocí informací o normálech bez skutečného posunu geometrie. Parallax Mapping poskytuje iluzi hloubky pomocí posunu textur na základě úhlu pohledu. Tesselace je další technologie, která se často používá ve spojení s Displacement Mapping pro zvýšení hustoty polygonů v místech, kde je zapotřebí větší detail.

Technologie v kostce

Typ Technologie Renderování
Hlavní Přínos Realistické a detailní povrchy s menším počtem polygonů.
Klíčoví Vývojáři NVIDIA, AMD, Microsoft (vývojáři grafických API a hardwaru)
Typické Použití Vytváření detailních prostředí, povrchů a textur ve hrách.
Příklady Her Crysis, Metro Exodus, Hellblade: Senua’s Sacrifice