頂点ベースの法線でバンプ マッピングを強化してより滑らかなビジュアルを実現するにはどうすればよいですか?

強化されたバンプ マッピングのためのスムーズな接線空間法線

3D モデルの視覚的な品質を向上させるために、多くのグラフィック アプリケーションはバンプ マッピングを採用しています。テクニック。ただし、接線空間法線が面データのみに基づいて計算される場合、スムーズでリアルな結果を達成することは課題となる可能性があります。

計算の詳細

現在のアプローチでは、接線、従法線、モデル ファイルにすでに存在する法線は無視し、面ごとに法線ベクトルを作成します。この手法では、エッジ データとテクスチャ空間ベクトルを利用してこれらの値を決定し、外積に依存して最終的に法線を導き出します。

ファセット問題

このアプローチでは、多くの場合、次のような結果が得られます。鋭いエッジと面間の不自然な移行を伴うファセット状の外観。これは、計算された法線が頂点間で連続しておらず、ライティングとシェーディングに急激な変化を引き起こすために発生します。

解決策: 頂点ベースの法線

この問題に対処するには、解決策は、頂点ごとに法線を計算することにあります。これは、モデル ファイルで提供されている法線を利用するか、ファセットを防ぐために法線を滑らかにすることで実現できます。

アルゴリズム

1. 頂点法線アキュムレータの初期化: 各頂点に初期法線ベクトル (0, 0, 0) を割り当てます。
2. 面法線の計算と累積: 各面について、通常どおり法線ベクトルを計算します。この法線を、その面で使用されている頂点の法線アキュムレータに追加します。
3. 累積法線の正規化: 各頂点の法線アキュムレータを、それが属する面の数で除算します。これにより、平均法線が得られます。
4. 接線および従法線の計算: エッジ データおよびテクスチャ空間ベクトルとともに平均頂点法線を利用して、頂点ごとの接線および従法線ベクトルを計算します。
5. スムーズ法線を使用: 結果として得られる頂点法線は、接線空間計算のよりスムーズなベースを提供し、ファセットの外観を排除し、バンプ マッピングのリアリズムを強化します。

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