Apa itu pemetaan normal?
Dalam grafis komputer 3D, tidak setiap detail dari model 3D perlu dibuat modelnya atau dipahat dalam geometri objek, berkat adanya pemetaan normal. Teknik ini digunakan untuk membuat detail ilusi permukaan untuk menambah kesan realisme dari obyek digital tanpa meningkatkan kerumitannya secara geometris.
Memahami proses pemetaan normal.
Dalam pemodelan 3D, permukaan direpresentasikan oleh poligon. Kalkulasi pencahayaan dilakukan berdasarkan geometri dari poligon-poligon tersebut dalam cara yang sama dengan bagaimana seniman menggunakan teknik pembayangan untuk meniru tiga dimensi. Pendekatan ini dapat berjalan dengan baik; akan tetapi, dapat melibatkan proses komputasi yang intens, membatasi tingkat detail yang memungkinkan untuk dibuat secara keseluruhan. Pemetaan normal menyediakan solusi yang hebat dan ringan dengan memodifikasi cara cahaya berinteraksi dengan permukaan tanpa mengubah geometri yang mendasarinya.
Peta normal menyimpan informasi mengenai permukaan dalam bentuk gambar tekstur. Dengan mengodekan permukaan normal dalam tekstur, peta normal dapat menyimulasikan penampilan dari detail permukaan, seperti tonjolan, goresan, kerutan, dan hal lainnya, tanpa menambah kerumitan pada geometri di bawah.
Peta normal dikalkulasikan selama render menggunakan permukaan normal yang dimodifikasi dari peta normal. Karena kalkulasi ini tidak terlalu intensif secara komputasi, tingkat detail yang tinggi dapat dicapai, meskipun secara real-time, sehingga membuat peta normal menjadi teknik yang umum digunakan oleh para pengembang video game.
Lokasi untuk melihat pemetaan normal di masa sekarang.
Secara keseluruhan, pemetaan normal merupakan teknik yang serbaguna, dan perlu digunakan oleh seniman dan desainer 3D mana pun untuk mempercepat dan meningkatkan alur kerja mereka.
Anda akan melihat pemetaan normal digunakan tidak hanya dalam skenario ketika batasan perangkat lunak menjadi hal yang amat sangat penting seperti video game, yang memerlukan adegan untuk dirender secara real-time untuk pemain game, tetapi juga dalam film animasi buatan komputer, visualisasi arsitektural, dan desain produk.
Pemetaan normal tidak memengaruhi pewarnaan suatu objek, sehingga Anda akan paling sering melihatnya digunakan dalam contoh ketika permukaan objek tidak benar-benar datar atau mulus. Sebenarnya, ini artinya hampir setiap model 3D dapat menggunakan peta normal untuk membuktikan aspek realismenya, mulai dari kulit yang usang, kayu penuh bulir benjolan, kulit manusia, kain, dan hal lainnya.
Ada beberapa peralatan dan perangkat lunak penting yang umum digunakan untuk pemetaan normal. Berikut beberapa di antaranya:
1. Perangkat lunak pemodelan 3D: Alat-alat seperti Blender, Maya, ZBrush, dan {{substance-3d-modeler}} digunakan untuk membuat model yang akan digunakan untuk pemetaan normal. Ada banyak solusi perangkat lunak hebat, yang mana semuanya memiliki pendekatannya tersendiri dalam pemodelan dan pemahatan.
2. Perangkat lunak pewarnaan tekstur: Perangkat lunak seperti {{substance-3d-painter}} atau bahkan Adobe Photoshop dapat digunakan untuk membuat dan mengedit peta tekstur, termasuk peta normal.
3. Generator peta normal: Perangkat lunak pembuat peta normal membantu pembuatan peta normal dari geometri beresolusi tinggi atau informasi tekstur. Alat-alat seperti xNormal, CrazyBump, atau Substance 3D Designer dapat menghasilkan peta normal berdasarkan berbagai input.
4. Mesin Game: Mesin game seperti Unreal Engine dan Unity memiliki dukungan bawaan untuk pemetaan normal. Mesin-mesin ini menyediakan peralatan dan kemampuan render yang dibutuhkan untuk memanfaatkan peta normal. Keduanya sama-sama hebat untuk membuat render karena kemampuannya menghasilkan pengalaman bermain game.
5. Bahasa pemrograman shader: Memahami bahasa pemrograman shader seperti HLSL (High-Level Shading Language) atau GLSL (OpenGL Shading Language) dapat berguna untuk menciptakan shader kustom yang memanfaatkan pemetaan normal. Bahasa-bahasa ini memungkinkan pengembang untuk menentukan bagaimana cahaya berinteraksi dengan peta normal dan peta tekstur lainnya untuk mencapai efek visual yang luar biasa.
Daftar ini mungkin tidak mencakup semuanya, tetapi menawarkan para kreator referensi yang tepat untuk mulai mempelajari dasar-dasar pemetaan normal dan cara untuk mengimplementasikannya dalam lingkungan render secara real-time.
Gambar oleh Playground Games.
Perbedaan antara peta normal dan peta tonjolan.
Pemetaan normal menyimpan informasi permukaan normal yang eksplisit menggunakan gambar RGB, di mana setiap kanal warna merepresentasikan komponen X, Y, dan Z dari vektor normal permukaan di setiap texel. Peta normal menangkap lebih banyak informasi mengenai orientasi dari suatu permukaan. Peta normal tidak memengaruhi geometri dari model itu sendiri, tetapi masih memodifikasi cara cahaya berinteraksi di sekelilingnya.
Dibandingkan dengan peta tonjolan, peta normal memberikan hasil yang paling akurat, menangkap detail permukaan selain variasi ketinggian saja.
Kelebihan dan kekurangan dari pemetaan normal.
1. Detail permukaan yang realistis: Pemetaan normal memungkinkan penambahan dari detail permukaan yang rumit tanpa meningkatkan kerumitan geometriknya.
2. Efisiensi: Pemetaan normal merupakan teknik yang efisien secara komputasi, terutama ketika dibandingkan dengan meningkatkan jumlah poligon pada model untuk mencapai detail permukaan.
3. Pengurangan persyaratan memori: Pemetaan normal menyimpan informasi dalam format tekstur, yang umumnya menggunakan lebih sedikit memori dibandingkan menyimpan informasi geometri.
4. Dapat digunakan kembali: Peta normal dapat dengan mudah diaplikasikan pada model yang berbeda-beda, memungkinkan seniman dan pengembang untuk menggunakannya lagi di berbagai aset. Ini dapat menghemat waktu, tenaga, dan ukuran final dari suatu produk.
5. Efek pencahayaan interaktif: Pemetaan normal meningkatkan interaksi cahaya dengan model, memungkinkan tercapainya efek pencahayaan 3D yang dinamis, seperti sorotan spekular, variasi pembayangan, dan refleksi yang lebih akurat.
1. Alterasi geometri yang terbatas: Peta normal hanya memengaruhi tampilan dari detail permukaan dan tidak dapat memodifikasi geometrinya. Ilusi yang peta ini ciptakan sering kali berguna, meskipun terkadang teknik lainnya mungkin juga dibutuhkan saat memerlukan modifikasi yang sesungguhnya pada geometri.
2. Kreasi dan pengeditan: Menciptakan peta normal berkualitas tinggi bisa menjadi sulit dan memerlukan pengetahuan serta perangkat lunak khusus. Mengedit peta normal bisa menjadi sulit karena sifat data yang rumit.
3. Batasan ruang tekstur: Peta normal memerlukan ruang tekstur tambahan karena biasanya disimpan sebagai gambar RGB. Ini dapat berdampak pada keseluruhan penggunaan memori dan mungkin memerlukan pengoptimalan secara saksama.
4. Batasan ruang tangen: Peta normal biasanya ditentukan dalam ruang tangen, yang artinya peta ini bergantung pada orientasi model dan koordinat UV. Hal ini terkadang dapat memunculkan artefak visual saat mengaplikasikan peta normal yang sama pada model dengan tata letak atau orientasi UV yang berbeda.
Terlepas dari beberapa batasannya, peta normal merupakan teknik yang paling efektif untuk meningkatkan kualitas visual dan realisme dari model 3D secara real-time. Pemetaan normal menawarkan keseimbangan yang sehat antara kinerja dan ketepatan visual, membuatnya menjadi alat yang berharga dalam pemberian tekstur 3D dan render.
Ketahui kapan saatnya memanfaatkan pemetaan normal.
Pelajari lebih lanjut mengenai pemetaan normal.
Tanya Jawab Umum
APA ITU PETA NORMAL DALAM DESAIN GAME?
BERAPA BANYAK SALURAN YANG ADA DALAM PETA NORMAL?
Peta normal dibuat menggunakan gambar RGB (red/merah, green/hijau, dan blue/biru), di mana setiap saluran warna merepresentasikan komponen X, Y, dan Z dari permukaan normal di setiap texel peta. Ini artinya peta normal memiliki tiga saluran, yang masing-masing memuat nilai positif atau negatif.
- Saluran merah (R) berhubungan dengan komponen X vektor permukaan normal.
- Saluran hijau (G) merepresentasikan komponen Y vektor permukaan normal.
- Saluran biru (B) merepresentasikan komponen Z vektor permukaan normal.
Ketiga saluran ini digunakan bersama-sama untuk memberikan data orientasi yang eksplisit untuk setiap texel, yang digunakan selama render untuk meningkatkan pencahayaan dan efek pembayangan pada model 3D.
MENGAPA DISEBUT PETA NORMAL?
Dalam grafis komputer, “normal” merujuk pada vektor yang tegak lurus (atau “normal”) pada permukaan di suatu titik tertentu. Oleh karena itu, kami mereferensikan peta normal sebagai “peta normal” karena peta ini menyimpan informasi mengenai permukaan normal dari model 3D.
Dengan mengaplikasikan peta normal selama render, permukaan normal dari model 3D dimodifikasi berdasarkan informasi di dalam peta, yang menghasilkan efek pencahayaan dan pembayangan yang menciptakan ilusi detail permukaan yang rumit.