Was ist Parallax-Mapping?

Grundlagen des Parallax-Mapping.

Was ist eine Parallax-Map?

Eine Parallax-Map ist eine Textur, aus der die Tiefe oder Höhe der Details einer Oberfläche hervorgeht – ähnlich einer topografischen Karte.

Wenn du beispielsweise die 3D-Grafik einer Backsteinmauer betrachtest, wirkt sie ohne Spezialeffekte wie eine glatte Fläche. Durch Parallax-Mapping entsteht der Eindruck von Fugen, die der Mauer einen realistischeren Look geben. Die Technologie täuscht also durch Texturänderungen Dreidimensionalität in einer 2D-Grafik vor.

Parallax-Mapping wird in verschiedenen Bereichen genutzt, z. B.:

• Videospiele
• Film und Animation
• Virtual Reality und Augmented Reality
• Webdesign

Räumliches Sehen.

Für die räumliche Wahrnehmung muss das Gehirn die von den Augen aufgenommenen Informationen richtig verarbeiten. Die vom rechten und vom linken Auge gelieferten Bilder unterscheiden sich aufgrund der unterschiedlichen Position geringfügig voneinander. Sie werden gegeneinander abgeglichen und zu einem Gesamtbild zusammengefügt. Dies nennt sich binokulare Raumwahrnehmung. Anhand dieser Eindrücke schätzen wir räumliche Tiefe ein.

Aber auch mit einem Auge – d. h. mit monokularer Raumwahrnehmung – ist ein gewisses Maß an räumlichem Sehen möglich. Aus der Perspektive, den Schatten, der relativen Größe und Texturverläufen leitet das Gehirn wichtige Informationen zur Tiefe ab.

Parallax-Mapping basiert auf dem Prinzip der Raumwahrnehmung durch das Gehirn. Wenn du dich bewegst, verändert sich die Position von Objekten, die dir näher sind, stärker als die von weiter entfernten Objekten. Um dies bei einer 2D-Darstellung zu simulieren, werden beim Parallax-Mapping Objekttexturen je nach Betrachtungswinkel verändert.

Beim Autofahren hast du beispielsweise den Eindruck, dass die Bäume direkt an der Straße sehr schnell vorbeiziehen, während sich die Berge in der Ferne nur langsam bewegen. Diese scheinbar unterschiedlichen Geschwindigkeiten vermitteln dir einen Eindruck der Entfernung. Analog dazu werden beim Parallax-Mapping Details etwas stärker bewegt, wenn sie nah erscheinen sollen.

Parallax-Texturen.

Parallax-Texturen werden auch als Height-Maps oder Displacement-Maps bezeichnet. Es handelt sich dabei um Bilder in Graustufen, auf denen verschiedenen Grautöne die Höhe von Oberflächendetails veranschaulichen. Erhebungen werden heller dargestellt, Vertiefungen dunkler.

Mithilfe dieser Texturen wirken eigentlich ebene Flächen plastischer, ohne dass weitere Polygone hinzugefügt werden. Performance und Ladezeiten bleiben somit unbeeinträchtigt.

Anhand der Texturen wird festgelegt, wie die einzelnen Bereiche der Haupttextur je nach Betrachtungswinkel verändert werden müssen. Die Graustufenwerte einer Parallax-Textur werden vom Algorithmus so umgesetzt, dass ein realistischeres Bild entsteht.

Erstellung einer Parallax-Textur.

Führe folgende Schritte durch, um eine Parallax-Textur zu erzeugen.

1. Ausgangsbild wählen: Wähle ein Bild der zu replizierenden Oberfläche, z. B. einer Fläche aus Mauerziegeln, Kacheln oder Naturstein.
2. Höhen ausarbeiten: Visualisiere die Teile der Textur, die erhaben (oder vertieft) sein sollen.
3. Grau färben: Verwende ein Grafikprogramm, um erhabene Stellen mit helleren Grautönen und vertiefte Stellen mit dunkleren Grautönen zu bemalen.
4. Bild verfeinern: Arbeite mit Unschärfe und Kontrast, bis alle Übergänge nahtlos aussehen.

Du musst diese Schritte nicht unbedingt manuell ausführen. Adobe Photoshop enthält Tools für das Erstellen und Verfeinern von Graustufenbildern. Adobe Substance 3D ist ein spezielleres Programm, mit dem du Parallax-Texturen mit ein paar Klicks erstellen kannst.

Parallax-Mapping-Techniken.

Funktionsweise von Parallax-Mapping.

Parallax-Mapping basiert auf bestimmten grundlegenden Prinzipien.

• Texturversatz: Parallax-Mapping arbeitet mit dem Versetzen von Texturkoordinaten. Texturproben werden in Abhängigkeit von der Betrachtungsperspektive verschoben, um den Eindruck von Tiefe entstehen zu lassen.
• Height-Maps und Displacement-Maps: Verschiedene Graustufen bilden den Grad der Verschiebung von Texturkoordinaten ab.
• Betrachtungswinkel: Der Parallax-Mapping-Effekt verändert sich je nach Blickwinkel auf die Oberfläche. Wenn sich der Blickwinkel ändert, ändert sich der Texturversatz. Dies erzeugt den Eindruck von Dreidimensionalität.

Stelle dir vor, du betrachtest ein aufgeschlagenes Buch. Jede Doppelseite repräsentiert eine Tiefenschicht innerhalb einer Textur. Wenn du aus einem 90-Grad-Winkel direkt nach unten auf das Buch blickst, sind alle Seiten zu sehen. Neigst du das Buch dagegen zur Seite, werden die weiter entfernten Seiten verdeckt. Beim Parallax-Mapping wird dieser Effekt bei 2D-Texturen mit einer Height-Map simuliert, die vorgibt, welche Texturen näher und welche weiter entfernt sind.

Parallax-Mapping Schritt für Schritt.

Parallax-Mapping ist eine fortgeschrittene Technik, die aber mit Tools wie Substance 3D leicht anzuwenden ist. Hier die wichtigsten Tipps:

• Beginne mit einer Textur, z. B. einer Backsteinmauer, Kopfsteinpflaster oder einem gekachelten Fußboden.
• Erstelle eine Height-Map. Konvertiere die Textur mit einem Bildbearbeitungsprogramm wie Photoshop in ein Graustufenbild.
• Arbeite mit einer Grafik-Engine. Die meisten Grafik-Engines (z. B. Unity) unterstützen Parallax-Mapping. Importiere deine Haupttextur und die Height-Map.
• Verwende einen Shader. Weise einen Shader oder Materialien zu, um Parallax-Mapping auf deine Textur anzuwenden und eine Verknüpfung zur Height-Map herzustellen.
• Passe die Parameter an. Passe die Intensität des Parallax-Effekts an, bis der gewünschte räumliche Eindruck entsteht.
• Betrachte das Ergebnis aus verschiedenen Winkeln. Bewege die Kamera, damit du sehen kannst, wie sich die Textur je nach Blickwinkel verändert.

Dies sind die wichtigsten Tipps für den Anfang. Probieren geht über Studieren – experimentiere mit Parallax-Mapping in deinen eigenen Projekten.

Vorteile von Parallax-Mapping.

Zu den vielen Vorteilen von Parallax-Mapping zählen:

• Mehr Realismus: Parallax-Mapping gibt Bildern einen plastischeren, realistischen Look.
• Emotionaler Bezug: Je realistischer deine Bilder aussehen, umso lebendiger wirken sie. Das ist besonders bei Videospielen und Animationen wichtig.
• Optimierte Performance: Beim Parallax-Mapping entsteht Tiefe durch die Bearbeitung von Texturen statt durch zusätzliche Polygone. So erfolgt das Rendering wesentlich schneller, was besonders in Echtzeit-Anwendungen wie Videospielen eine wichtige Rolle spielt.

Einsatz in der Praxis.

Parallax-Mapping wird für folgende Zwecke genutzt:

• Videospiele und Virtual Reality
• Architekturmodelle
• Produktvisualisierungen für Fertigung und Handel

Aus 2D wird 3D: Parallax-Mapping mit Substance 3D.

Parallax-Mapping hat Workflows in der Game-Entwicklung oder im Webdesign maßgeblich verändert. Bilder werden zum Leben erweckt und erhalten mehr Tiefe und Details.

Probiere Parallax-Mapping aus, und überzeuge dich selbst, wie Grafiken lebendiger und realistischer werden. Nutze dafür z. B. Adobe Substance 3D.