что такое бампы в земли
Всё о приложении Zenly
Новое приложение Zenly скачали миллионы пользователей. С каждым днём становится всё больше вопросов о его работе. Мы решили прояснить большинство из них. Читайте всё о мобильном приложении Zenly – твои люди, твоя карта.
Zenly – что это
Зенли для всех, кому интересно считать себя частью своей компании. Добавляйтесь в друзья и смотрите, где кто сейчас есть.
Мобильное приложение Zenly – это цифровая онлайн-карта. На ней показаны ваши друзья (условно), их статусы, значки и подсказки. Каждый элемент что-то значит. О цветах и значении иконок мы уже писали вот здесь.
Приложение любят ревнивцы. Супруги загружают программу в смартфоны и видят, чем занимается спутник жизни. Значки дают понять, что человек сейчас находится на работе или спит, зашёл в здание ВУЗа или прогуливает занятия в ТЦ.
Как пользоваться Zenly
Это онлайн-приложение, значит потребуется регистрация собственного аккаунта. Добавьте свой номер телефона и придумайте никнейм. Для начала этого вполне достаточно. Теперь нужны друзья, с кем вы будете общаться и за кем следить через приложение.
Внизу экрана есть большая красная кнопка – Добавить друзей. Используйте её и выберите один из вариантов: пригласить из WhatsApp или выбрать из книги контактов. 
Можно находить знакомых по никнейму в Zenly. Или искать их при помощи номера телефона. Дальнейшие действия зависят от ваших интересов:
Может быть интересно, как работает Занли, как оно определяет местоположение людей и показывает их на карте. Это происходит сразу за счёт нескольких технологий. Основной выступает интернет. По сети передаётся большинство информации. Помогают видеть людей на карте и данные со спутника (GPS).
Разработчики рекомендуют включать WiFi даже в том случае, когда вы пользуетесь мобильным интернетом. Это улучшает точность определения местности. О приложении можно больше узнать в поддержке https://community.zen.ly/.
Можно ли скачать Zenly на компьютер
Программа есть в мобильных маркетах и доступна для скачивания бесплатно:
Версии для ПК нет. Но обойти это ограничение поможет эмулятор Android’а или IOS’а. Версии для Айфона и Андроида по возможностям не различаются.
Как узнать, кто за тобой следит в Zenly
Приложение будет всегда показывать вашим друзьям где вы. Настройки по дефолту можно изменить. Используйте специальные режимы, в них описано как обмануть других и замести свои следы. Режимов 3:
Изменить режим на невидимку в Зенли можно в личном профиле, если выбрать значок с приведением. Невидимка будет полезной, когда вам хочется немного побыть без присмотра. При отключенном интернете вы тоже исчезаете из карты для друзей.
В приложении есть ещё такое понятие как «следы». Они указывают, что эту часть карты (белые области) вы уже изучили, там вы уже побывали.
Лучший друг в Zenly
Чем дольше вы дружите, тем больший шанс стать лучшими друзьями в приложении. Для этого нужно много общаться внутри Зенли. Список ваших друзей можете видеть только вы. Общение должно продолжаться не менее 20 дней. А если перейти на страницу друга, можно увидеть общее количество времени продолжительности отношений. 
Когда долгое время общаются парень с девушкой, Zenly считает это взаимной любовью. Как дружба, так и любовь достигаются временем. Не обязательно общаться без перерывов. Учитываются все дни переписки и веселья.
Что такое просмотры
По мнению создателей приложения, вы и ваши друзья всегда думают друг о друге, так сказать, проявляют заботу. В личном профиле есть блок – Просмотры. Если его выбрать, вы увидите, сколько друзей о вас заботится. Чтобы индикатор показывал просмотры, нужно добавить минимум трёх друзей.
Просмотры означают, что друзья переходили на ваш профиль, нажимали на значок, смотрели личную информацию. При помощи этой функции можно узнать, кто следит за вами.
Zenly не работает
Иногда Зенли барахлит. Основная причина – это запрет доступа к местоположению. Перед запуском убедитесь, что включена функция передачи геоданных. Кнопку найдите на панели быстрого доступа.
Первый и последующие запуски Zenly требует подключение к интернету. Местоположение будет обновляться и показываться вашим друзьям в то время, когда приложение закрыто. О подгрузке этих данных говорит иконка в области уведомлений телефона. Если ваш друг исчез с карты, может быть он остановил Зенли или выключил передачу геоданных.
В некоторых странах эта программа не работает по определённым причинам. Если у вас остались вопросы, пересылайте их нам в группу или задавайте здесь в комментариях.
В чем разница между bump, normal и displacement?
В статье мы подробно рассмотрим отличия карт bump от normal и displacement.
Вы столкнулись с трудностями при назначении карты bump на 3D-объект? Не переживайте! Многие 3D-художники, которые только начали изучать с 3D-текстурирование, испытывают сложности в этой области, не зная, какой тип карт выбрать: bump, normal и displacement.
Все три типа карт создают дополнительную детализацию на поверхности геометрии. Некоторые из этих деталей «настоящие», другие нет. Итак, попытаемся разобраться, в чем же заключается разница между картами bump, normal и displacement.
Что такое карты bump
Карты bump являются одним из старейших типов карт. И первое, что нужно понять – это то, что bump создает фейковую детализацию. И это правда, поскольку карты bump создают иллюзию глубины на поверхности модели с помощью трюка со светом. Никакой дополнительной детализации при этом не добавляется.
Обычно, карты bump – это черно-белые 8-битные изображения. И это только 256 цветов черного, серого или белого. С помощью этих значений карты bump сообщают 3D-редактору всего 2 вещи: деформировать геометрию вверх или вниз.
Когда значения карты bump близки к 50% серого, с поверхностью геометрии практически ничего не происходит. Когда изображение ярче, ближе к белому, детали выдавливаются на поверхности геометрии. Если изображение более темное, ближе к черному, детали вдавливаются в поверхность геометрии.
Карты bump отлично подходят для создания на поверхности модели мелкой детализации, например, пор или морщин на коже. Кроме того, их сравнительно легко создать в таком 2D-редакторе, как Photoshop, помня при этом, что работать нужно только с черно-белыми цветами.
Минус же карт bump заключается в том, что детализации, созданной с их помощью, можно достаточно быстро лишиться, если посмотреть на объект с неверного ракурса. Кроме того, при использовании карт bump силуэт модели остается неизменным, поскольку они создают фейковую, а не реальную детализацию.
Что такое карты normal
Карты нормалей или normal-карты – это улучшенные карты bump. Normal-карты, как и карты bump, создают фейковую детализацию, не добавляя дополнительных деталей геометрии в сцене. В результате, карты нормалей создают на поверхности модели иллюзию детализации, но эта детализация в корне отличается от той, которую создают карты bump.
Как мы уже знаем, карты bump используют черно-белые цвета, чтобы вдавливать или выдавливать поверхность геометрии. Normal-карты работают с RGB-информацией, которая точно отвечает X, Y и Z значениям в 3D-сцене. Эта RGB-информация сообщает 3D-редактору точное направление нормалей каждого полигона поверхности. Ориентация нормалей поверхности, которые часто называются просто нормалями, сообщает 3D- редактору, в какой цвет окрасить тот или иной полигон.
Normal-карты бывают двух типов и выглядят совершенно по-разному в 2D-пространстве.
Наиболее распространенным типом карт нормалей являются normal-карты типа tangent space, которые зачастую сочетают в себе лиловый и синий цвета. Этот тип карт нормалей лучше всего подходит для мешей, которые должны деформироваться при анимации. Normal-карты типа tangent space идеально подходят для персонажей. Для объектов, которые статичны и не испытывают деформаций, больше подходят карты нормалей типа object space. Эти карты окрашены в различные цвета и просчитываются немного быстрее normal-карт типа tangent space.
При использовании карт нормалей нужно понимать несколько моментов. В отличие от bump’а эти карты сложнее создать в 2D-редакторе типа Photoshop. Запекаются normal-карты с хайпольного меша на лоупольный. Однако, есть несколько путей их редактирования. Например, возможность редактирования карт нормалей представлена в MARI.
Кроме того, normal-карты лучше других вписываются в большинство пайплайнов. Но в отличие от карт bump в этом правиле есть исключение. И касается оно мобильного геймдева, поскольку аппаратные средства начали «понимать» карты нормалей сравнительно недавно.
Что такое карты displacement
Когда же дело доходит до создания дополнительной детализации для лоупольных мешей в игру вступают карты displacement, которые способны творить чудеса. Карты displacement создают физическую детализацию меша, на который они назначаются. Для создания displacement’а меш необходимо подразделить несколько раз или тесселировать, чтобы разрешения хватило для создания реальной геометрии.
Карты displacement выгодно отличает то, что их можно запечь с хайпольного меша или нарисовать вручную. Карты displacement, как и карты bump, работают с черно-белыми значениями цветов. При этом с легкостью можно использовать и 8-битные карты displacement, но лучший результат можно получить с помощью 16- или 32-битных карт displacement. И, хотя, 8-битные карты displacement лучше выглядят в 2D-пространстве, в на рендере они могут вызвать странные артефакты и пр. из-за недостаточной информации.
А вот что касается времени просчета, то тут все далеко не так круто. Создание дополнительной детализации в режиме реального времени достаточно трудоемкий процесс, с которым 3D-редактор справится не быстро. Кроме того, большинство 3D-редакторов просчитывают displacement уже на рендере. По сравнению с картами bump и normal карты displacement могут серьезно сказаться на времени рендера.
Ничто не справится с детализацией так, как это сделают карты displacement. И, поскольку поверхность геометрии изменяется на самом деле, это отражается и на силуэте модели. Но при этом всегда нужно оценивать реальную необходимость, а также преимущества использования карт displacement.
Одновременное использование всех карт
В некоторых случаях для одного и того же объекта можно использовать карту bump или normal в сочетании с displacement. При этом карту displacement лучше всего использовать для значительных изменений геометрии, а карты bump и normal для добавления мелких деталей.
Вне зависимости от того, какую карту вы выберите, принцип их работы необходимо понимать в любом случае, это только поможет еще лучше использовать преимущества карт bump, normal и displacement.
Читайте в нашей предыдущей статье о тонкостях displacement.
Что такое бамп земли
Bump — естественный интерфейс простыми средствами
Говоря о естественном интерфейсе пользователя, обычно вспоминают Kinect, дополненную реальность, столы со встроенным touch-интерфейсом и другие навороченные технологические новинки. Но если подойти к делу творчески, можно реализовать совершенно естественное взаимодействие на базе вполне обычного железа. Приложение Bump для iOS и Android позволяет переносить контакты, фотографии и другую информацию с одного смартфона на другой, просто легонько стукнув их друг о друга. Куда уж естественнее! При этом не нужно никакого Bluetooth, WiFi или NFC — чистая “магия”.
Основная идея — использовать синхронизацию по времени с помощью удара двух устройств друг о друга — может применяться не только для смартфонов. Недавно появилась возможность отправлять фотографии на настольный компьютер или ноутбук. Для этого нужно зайти на сайт bu.mp и стукнуть смартфоном по клавише “пробел”. Принцип действия — тот же. Положение компьютера определяется через geolocation API браузера.
Тотальное 3D. Технологии рельефного текстурирования
Компьютерная графика непрерывно развивается. Еще десять лет назад люди с замиранием сердца произносили магическое «3Dfx Voodoo», «затенение по Гуро», «сглаживание текстур». Тогда это были сверхсовременные технологии. Сегодня мы с тем же восторгом говорим «DirectX 10», «HDR», «шейдерная модель». Именно эти понятия ассоциируются с технологиями завтрашнего дня.
Быстрее всего среди современных 3D-технологий развивается направление, обеспечивающее максимальный объем картинки на экране, — это так называемое рельефное текстурирование. К сожалению, большинство геймеров либо вообще не представляют, что это такое, либо представляют, но очень-очень условно. Сегодня мы детально рассмотрим такие понятия, как Bump Mapping, Normal Mapping и Parallax Mapping, а также поговорим о технологии Displacement Mapping, про которую зачастую не знают даже разработчики компьютерных игр.
Предыстория
Первым трехмерным играм (речь именно о полигональных движках, а не о псевдотрехмерной пиксельной графике) катастрофически не хватало производительности центрального и графического процессоров. Кремниевые кони прошлого рвали узду, закусывали удила, но не могли нормально справиться с просчетом трехмерных сцен в режиме реального времени. Стоит ли говорить, что виртуальные миры хоть и были полностью трехмерными, но детализацией не отличались.
Разработчики, может, и рады были бы состряпать из полигонов трехмерные гайки, картины на стены, люстры и факелы, но вот только куда до таких излишеств, когда процессор и с проработкой основной геометрии не справляется? А ведь глубина пространства, его объем, во многом зависят именно от мелочей. Поступали просто: все мелкие элементы — тени, блики, шероховатости, износ и повреждения — рисовали кисточкой на текстурах. Получалось, конечно, плоско, но хоть как-то. Как говорится, не до жиру — быть бы хоть чуть-чуть объемным.
Но железная индустрия развивалась, мощности процессоров росли, компьютерные игры на месте тоже не стояли. Как только заветные мегагерцы выросли до приемлемых величин, а в системных блоках большинства геймеров поселились трехмерные ускорители, разработчики начали задумываться: с чего это вдруг особенности поверхности намертво зашиты в текстуру? Ведь металл, камень, пластик, да и любая другая поверхность в зависимости от освещения выглядят по-разному. Грязь, например, плохо отражает падающий свет, а потертости, наоборот, лучше. А ведь есть еще и тени, которые пока просчитываются самым примитивным образом.
И были придуманы шейдеры — процедуры, определяющие способ визуализации поверхности объекта в зависимости от различных входных данных. Свет, маски прозрачности (задающие области применения шейдеров), карты отражения и карты рельефа — подо все были созданы свои шейдеры. Особое внимание разработчики стали уделять именно картам рельефа. Ведь раньше тень на текстуре зачастую рисовали кисточкой. А что это за тень, если она не меняет своего положения в зависимости от источника света? Карта рельефа сразу позволила рассчитывать тени в реальном времени. Да и детализация объектов заметно возросла: вроде бы полигонов столько же, а объемность пространства увеличилась на порядок.
Bump Mapping
Первым методом создания рельефности объекта стал Bump Mapping, в просторечии просто «бамп». Смысл технологии в том, что неровности объекта задаются одной-единственной картинкой (она называется бамп-картой), состоящей из градаций серого цвета (от 0 до 255). Чем белее пиксель (ближе к коду 255), тем больше он «приподнят» над поверхностью, более темному пикселю (ближе к 0) соответствует более «углубленное» положение.
Для своего времени бамп был очень хорош, но требования геймеров к изображению неумолимо росли. И вот уже технология, которая учитывает только направление света и степень приподнятости/углубленности пикселей, не может обеспечить нужного качества картинки. Да еще и «пластиковость», присущая бампу, давала о себе знать. Как, скажите, делать игру про Вторую мировую, если все помещения выглядят словно их отлили из цельного куска пластмассы?
Отчасти поэтому, а отчасти и потому, что карты Bump Mapping почти всегда приходится создавать вручную (качественного алгоритма автоматизации данной работы как не было, так и нет), разработчики все реже используют его в своих разработках.
Normal Mapping
В Crysis объемность достигается за счет сочетания бампа, нормалей и параллакса.
На смену бампу пришло второе поколение алгоритмов рельефного текстурирования. Оно получило название Normal Mapping (иногда, хотя и довольно редко, его называют «нормалом» или «нормалями»). Главное отличие Normal Mapping от бампа — более высокая точность вычисления, которая достигается за счет добавления в карту данных об ориентации нормалей (перпендикуляров) поверхности. Еще одна важная особенность: Normal Mapping карты можно генерировать в автоматическом режиме, а не рисовать длинными зимними вечерами в Photoshop.
Смысл нормаля довольно прост: на основе текстуры высокополигональной модели строится так называемая карта разности, которая, будучи наложенной на низкополигональный объект, делает его необычайно похожей на многополигональный. Вроде бы треугольников мало, а картинка выглядит так, словно их многие миллионы. В карте нормалей цвет каждого пикселя задает ориентацию нормали в данной точке поверхности. Пространственным координатам (X, Y, Z) соответствует тройка цветов (R, G, B).
Значения R, G, B варьируются в пределах от 0 до 255, причем 127 соответствует нулю. То есть голубой цвет (127, 127, 255) описывает просто гладкую поверхность, а они на низкополигональной и высокополигональной модельке одинаковы. Это объясняет, почему карты нормалей имеют в основном голубой цвет, а детали выделяются другими цветами. Обратите внимание, в карте нормалей альфа-канал изображения содержит стандартную карту Bump Mapping. В компьютерных играх карты нормалей совершили настоящий переворот.
Технология нормалей произвела революцию, пожалуй, даже большую, чем в свое время бамп. Теперь все объекты не только выглядят объемными, но и, как бы это сказать, настоящими, а не так, словно они сделаны из пластика. Сейчас сложно найти экшен или даже стратегию, движок которой не использовал бы карты нормалей. Это стандарт де-факто.
И хотя преимущество Normal Mapping очевидно, приходит время, когда и он перестает устраивать девелоперов. И им на помощь готовы придти технологии завтрашнего дня.
На нашем DVD в разделе «Игрострой» находится большое число пояснительных скриншотов, видео и примеров, которые позволят вам составить полное представление о современных технологиях рельефного текстурирования.
Parallax Mapping
Главный недостаток бампа и нормалей в том, что рельефные детали, описываемые соответствующими картами, на самом деле плоские. Они не меняют своих очертаний, под каким бы углом игрок на них ни посмотрел. Когда персонаж стоит на месте, все здорово, картинка выглядит объемной, но стоит ему немного пошевелиться, сместиться буквально на полметра в сторону, и иллюзия глубины рассеивается — глаз человека ловит несоответствие освещения и изменившейся перспективы.
С пришествием новых шейдерных моделей и графических ускорителей стало возможным усложнить сами шейдеры и улучшить графическое представление рельефных поверхностей. Одна из новых технологий называется Parallax Mapping (в Unreal Engine 3.0 он именуется Virtual Displacement Mapping). Ее главное новшество — она заставляет мелкие детали выглядеть по-настоящему объемными. Параллакс имитирует объемность за счет пространственного искажения рельефа относительно камеры (то есть главной оси взгляда).
Relief Mapping
Но даже параллакс не идеален, ведь он не изменяет очертания мелких объектов, а только лишь всего рельефа целиком. Поэтому объект с детальной поверхностью имеет довольно грубые контуры и отбрасывает не очень реалистичную тень.
Проблему сумел решить бразильский аспирант Мануэль Оливейр и его коллеги (www.inf.ufrgs.br/
oliveira). Новую разработку назвали Relief Mapping или Per-Pixel Displacement Mapping, она включает в себя целых три алгоритма визуализации поверхности.
Простой Relief Mapping. Это самый простой из новых алгоритмов Relief Mapping. Он разработан как оптимальная замена Normal / Parallax Mapping. Как и предшественники, Relief Mapping не меняет очертаний самого объекта, зато делает детали на 100% объемными, способными отбрасывать тень друг на друга. Наиболее эффективное применение данного шейдера (а Relief Mapping, по сути своей, именно шейдер) — поверхности, которые не позволяют напрямую увидеть их контуры. Например, стены зданий и коридоров, поверхности скал и открытых площадок: вы же не можете погрузиться в трещину скалы, чтобы понять, что она на самом деле плоская, а не объемная. Это стало очевидно и для коллеги Оливейра по имени Фабио Поликарпо — именно он создал графические модификации для DOOM 3 и Quake 4, заменяющие там Normal Mapping на Relief Mapping.
Relief Mapping, меняющий очертания объекта. Второй алгоритм Relief Mapping рванул как атомная бомба: это самый реалистичный эффект рельефной поверхности, рассчитанный в реальном времени. Причем полностью меняющий очертания самого объекта, поэтому его еще называют True Per-Pixel Displacement Mapping. Абсолютно недостижимый ранее фокус, реализованный теперь с помощью высокоуровневого языка шейдеров DirectX 9.0c.
Уже сейчас ясно, что Displacement Mapping выведет графику компьютерных игр на новый уровень всего через два-три года. Главная проблема всех игр — пресловутая угловатость, которая всегда бросается в глаза, будет полностью побеждена.
Многослойный Relief Mapping. Третий, самый невероятный алгоритм — Quad Depth Relief Mapping (также называемый Multilayer Relief Mapping) — делает то, что кажется вообще невозможным. Представьте себе простой прямоугольный полигон, на него накладывается несколько особых текстур рельефа, обрабатываемых специальным шейдером. При этом почти со всех сторон (кроме вида, когда полигон проецируется в линию) вместо полигона вы видите совершенно правильный объемный объект!
Вот только системные требования новой технологии пока еще довольно высоки. У нас в редакции на Pentium 4 3,2 ГГц с 1 Гб DDR-2 и GeForce 6600GT PCI-E простенькие демки выдавали около 75 кадров в секунду, но вот если речь идет о полноценной игре. Современные компьютеры пока не готовы к пришествию Relief Mapping, однако через один-два года ситуация должна измениться.
Ведь для разработчиков игр карты рельефа — это не какое-то туманное будущее, а суровая реальность. Уже сейчас весь арсенал Relief Mapping доступен в виде плагинов для 3DS Max 6—9 (за исключением плагина многослойной рельефности, который создан пока только для Max 6—8).
Будущее однозначно принадлежит новым технологиям рельефного текстурирования. Увеличивать в разы число полигонов, чтобы добиться должного уровня реалистичности, слишком ресурсоемко, а вот добавить несколько новых шейдеров могут практически все разработчики, была бы программная база. С теми технологиями, которые есть в загашнике у геймдева, мы будем очень скоро со снисходительной улыбкой смотреть на графику современных игр: «Десять баллов? Полно те, это же примитив».
На этом наш экскурс в мир полного 3D не заканчивается. В самом ближайшем будущем мы вместе с вами изучим и другие, не менее новаторские разработки.
Особенности моделирования света: Рельефное текстурирование (Bump mapping)
Рельефное текстурирование основывается на технике выполнения затенения по Фонгу, поэтому, если вы не прочитали предыдущие разделы, предлагаю сделать это прямо сейчас.
Рельефное текстурирование очень напоминает обычный процесс наложения («натягивания») текстуры на полигон. Только при обычном наложении текстуры мы работаем со цветом и изменяем его цветовое восприятие, а вот при рельефном текстурировании мы добавляем ощущение рельефа, объемности плоскому полигону. Эта техника может добавить детализацию сцене без создания дополнительных полигонов. Заметьте, что полигон по-прежнему остается плоским, но создается ощущение его выпуклости (рельефности).
Рассмотрите куб на рисунке, создается впечатление, что он состоит из множества мелких полигонов, обрисовывающих чеканку и клепки. Но в действительности этот куб состоит из 6 плоских четырехугольных полигонов. Вы можете задать вопрос, а чем же это отличается от обычного текстурирования. Ответ — рельефное текстурирование отражает реальное положение источника света в сцене и даже изменение его местоположения. (Интересующимся можно посоветовать прочитать статью, посвященную реализации рельефного текстурирования в DirectX6)
А как оно действует?
Посмотрите на рисунок. С расстояния единственный способ определить, что изображение отображает рельефную поверхность, — это проанализировать изменения яркости отдельных участков изображения. Наш мозг делает это автоматически, незаметно для нас. В результате мы четко определяем, что будет выпуклостью, что впадиной.
Очень похоже на выдавливание (чеканку). Но, по сути, единственное, что было сделано для придания объемности плоскому изображению, — это правильное наложение ярких и темных участков. Остальное делает наш мозг.
Но как определить, какие биты изображения делать яркими, и наоборот. Очень просто. Большинство людей в течение своей жизни продолжительно находятся в условиях, когда свет исходит сверху. Таким образом, человек привык, что большинство поверхностей сверху ярко освещены, а снизу, наоборот, находятся в тени и будут темнее. Таким образом, если глаз воспринимает светлые и темные области на объекте, то человек воспринимает их как рельеф.
Нужны еще доказательства? Посмотрите на тот же рисунок, только развернутый на 180 градусов. Он стал похож на полную противоположность предыдущему. То, что раньше казалось выпуклым, стало вогнутым, и наоборот. А ведь это то же самое изображение.
Тем не менее, наш мозг все же не настолько глуп :). Если вы сможете заставить себя подумать, что свет исходит снизу, мозг воспроизведет информацию так же, как на первом изображении. Попробуйте!
Что такое рельефная карта (текстура)?
Рельефная карта (текстура) — это обычная текстура, только в отличие от первой, несущей информацию о цвете определенных участков, рельефная карта несет информацию о неровностях. Самый распространенный способ представить неровности — это применить карту высот. Карта высот — это текстура в оттенках серого, где яркость каждого пикселя представляет, насколько он выдается из базовой поверхности. (См. рисунок справа). Очень простой и удобный метод. Его легко реализовать.
Даже в псевдотрехмерных играх и приложениях, ввиду своей простоты, этот метод используется очень широко. Например, игра SimSity3000. Рельеф местности там задается bitmap текстурой с градацией яркости от 0 до 255. Где 50 соответствует нулевому уровню земли.0 — самым глубоким частям рек и озер, а 255 — будут означать вершины самых высоких гор. Bump maps очень широко используются разработчиками во многих пакетах работы с графикой и трех-мерными объектами.
Но это просто отступление, показывающее диапазон применения bump maps.
Используя карту высот, вы сможете имитировать неровности практически любой поверхности: дерево, камень, шелушащуюся краску и т.д. Конечно, у всего есть свои пределы. Используя bump mapping, вы не сможете имитировать крупные впадины и возвышенности, но вот для имитации неровностей и шероховатостей на поверхности этот метод подходит идеально.
Как реализовать?
По сути, это логическое продолжение техники просчета Phong shading. При использовании Phong shading мы интерполировали нормаль к поверхности по всему полигону, и этот вектор использовался для дальнейшего определения яркости соответствующего пикселя (См. главу, посвященную затенению по Фонгу). Реализуя bump mapping, мы немного меняем направление вектора нормали, основываясь на информации, содержащейся в карте высот. Изменяя положение вектора нормали в конкретной точке полигона, мы, соответственно, меняем яркость текущего пикселя (помните, закон косинуса из теории света :)) Все очень просто!
Для того, чтобы этого достичь, существует несколько путей. Давайте рассмотрим один из возможных способов.
Для начала нам нужен способ для преобразования информации о высоте неровностей на карте высот в информацию о величине подстройки вектора нормали. Это, собственно говоря, несложно, но немного тяжело для объяснения. Все же постарайтесь понять.
Сначала нам нужно преобразовать высоты с карты (bump map) в маленькие векторы, по одному на каждый пиксель. Посмотрите на увеличенный рисунок слева. Более светлые квадраты соответствуют более выпуклым участкам. Понятно. Теперь, для каждого пикселя (на нашем рисунке квадрат соответствует пикселю) мы должны рассчитать вектор, указывающий нам направление уклона поверхности. Рисунок справа демонстрирует нам это. Маленькие красные векторы указывают на уменьшение высоты. Для определения этих векторов, мы определим величину градиента для каждого пикселя:
- x_gradient = pixel(x-1, y) — pixel(x+1, y) y_gradient = pixel(x, y-1) — pixel(x, y+1),
где х и y — координаты соответствующего пикселя
Теперь, имея в руках значения градиентов, мы сможем подкорректировать вектор нормали в соответствующем пикселе.
Слева — полигон с изначальным вектором нормали, обозначенным n. Также показаны два вектора, которые будут использованы для изменения положения (направления) нормали к пикселю под ним. Оба вектора должны располагаться параллельно осям
координат применяемой карты высот.
Справа показаны карта высот и полигон. На обоих рисунках показаны направления U и V осей координат карты (текстуры) высот.
Пересчитать новый вектор нормали легко:
New_Normal = Normal + (U * x_gradient) + (V * y_gradient)
Получив новый вектор нормали, мы может просчитать яркость данного пикселя, используя ранее изученную технологию затенения по Фонгу.
Выполнение быстрого рельефного текстурирования
(Fast Bump mapping)
Выше вы узнали, что при рельефном текстурировании производится изменение вектора нормали к поверхности на площади всего полигона в соответствии с картой высот. Вы так же помните, что для ускорения просчета затенения по Фонгу мы применили способ с заранее просчитанной Phong map, которая представляет собой набор яркостей для всех возможных нормалей на полигоне. Таким образом, не надо быть гением, чтобы предположить, что быстро выполняемым вариантом рельефного текстурирования будет просчет смещений к карте затенения по Фонгу. Результирующей яркостью пикселя будет сумма значений, полученных с карты затенения и рельефной карты. Используя этот подход, мы одновременно будем производить затенение по Фонгу с учетом рельефности рисунка.