Čo je paralaxné mapovanie?

Úvod do paralaxného mapovania

Čo je paralaxná mapa?

Paralaxná mapa je typom textúry, ktorá vyjadruje hĺbku alebo výšku detailov povrchu – podobne ako topografická mapa.

Ak sa napríklad pozeráte na 3D grafiku tehlovej steny, pôsobí plocho a nemá špeciálne efekty. Vďaka paralaxnému mapovaniu však tehlová stena pôsobí realistickejšie tým, že do plochého obrázka pridáva zapustené škáry. Táto technológia oklame oko, keďže textúry spracuje tak, aby v 2D priestore pôsobili trojrozmerne.

Táto technológia má mnoho využití, napríklad vo:

• videohrách,
• filmoch a animáciách,
• virtuálnej realite a rozšírenej realite,
• webovom dizajne.

Základy priestorového vnímania

Vaše oči a mozog spolupracujú na spracúvaní vizuálnych informácií a vnímaní priestoru. Váš mozog rozhoduje o priestore na základe podnetov binokulárneho videnia, ktoré porovnávajú to, čo vidia oči, a vytvárajú súvislý obraz. Vďaka tomu vieme odhadnúť okolitý priestor.

Priestor však vieme odhadnúť aj len jedným okom, čo nám umožňujú podnety vnímané monokulárne. Váš mozog získava dôležité informácie o priestore na základe perspektívy, tieňa, relatívnej veľkosti a gradientoch textúr.

Paralaxné mapovanie funguje vďaka tomu, ako ľudský mozog vníma priestorovosť. Pri pohybe sa bližšie objekty menia viac ako tie vzdialenejšie. Paralaxné mapovanie používa tento princíp na to, aby sa textúry objektov menili podľa vášho uhla, čo simuluje priestorovosť, ktorú váš mozog očakáva.

Pri šoférovaní sa vám napríklad môže zdať, že neďaleké stromy míňate rýchlo, zatiaľ čo vzdialené kopce len pomaly. Tento rozdiel v pohybe vám pomáha vnímať priestorovosť. Pri paralaxnom mapovaní dochádza k napodobeniu tým, že bližšie detaily sa hýbu o trochu viac, a teda vzniká ilúzia hĺbky plochého povrchu.

Paralaxné textúry

Paralaxné textúry sa nazývajú aj výškové mapy alebo mapy posunu. Ide o obrázky v odtieňoch sivej, pričom tieto odtiene predstavujú výšku detailov povrchu. Svetlejší odtieň zodpovedá vyvýšeným oblastiam, kým tmavšie odtiene nižším oblastiam.

Tieto textúry umožňujú pridávať hĺbku povrchom, ktoré by boli inak ploché, a nevyžadujú ďalšie mnohouholníky. Vizualizácie sú preto realistickejšie a nenaruší sa ani rýchlosť a čas načítavania.

Paralaxné mapovanie využíva textúry ako usmernenie k tomu, ako by sa mala každá časť hlavnej textúry zmeniť podľa uhla osoby. Algoritmus mapy interpretuje odtiene sivej v paralaxnej textúre, aby vznikol realistickejší obraz.

Vytváranie paralaxných textúr

Vytvorenie paralaxnej textúry:

1. Začnite východiskovým obrázkom. Obrázok, ktorý chcete replikovať, má plochú textúru povrchu, môže ísť napríklad o tehly, dlaždice alebo kameň.
2. Vyberte priestorové rozloženie. Predstavte si, ktoré časti textúry by mali byť vyvýšené a zapustené.
3. Využite odtiene sivej. Na vymaľovanie oblastí odtieňmi sivej použite grafický editor – svetlú pre vyvýšené miesta a tmavšiu pre zapustené miesta.
4. Dolaďte dizajn. Rozostrite a kontrastujte textúru, aby boli prechody medzi jednotlivými miestami hladšie.

Ani tento krok nemusíte robiť ručne. Adobe Photoshop prináša nástroje na vytváranie a dolaďovanie obrázkov v odtieňoch sivej. Adobe Substance 3D predstavuje pokročilejší nástroj na vytváranie paralaxných textúr len niekoľkými kliknutiami.

Techniky paralaxného mapovania

Ako paralaxné mapovanie funguje

Paralaxné mapovanie funguje na niekoľkých základných princípoch:

• Odsadenie textúry. Paralaxné mapovanie funguje na princípe odsadenia súradníc textúry. Mení sa podľa perspektívy osoby, ktorá sa pozerá na textúru, aby vznikla ilúzia priestorovosti.
• Výškové mapy a mapy posunu. Paralaxné mapovanie využíva mapu s odtieňmi sivej, ktorá určuje mieru odsadenia textúry.
• Uhol pohľadu. Efekt paralaxného mapovania sa mení podľa uhla, z ktorého pozeráte na povrch. Podľa toho, ako sa uhol mení, sa upravuje odsadenie, čím sa dosahuje simulácia 3D povrchu.

Predstavte si, že sa pozeráte na otvorenú knihu. Každá strana predstavuje vrstvu v priestore textúry. Ak by ste sa pozreli priamo na knihu z 90-stupňového uhla, videli by ste všetky strany. Ak by ste však knihu naklonili, strany, ktoré sú bližšie k vám, by zakryli vzdialenejšie strany. Paralaxné mapovanie simuluje tento efekt na 2D textúrach pomocou výškovej mapy, ktorá určuje bližšie a vzdialenejšie textúry.

Podrobný sprievodca paralaxným mapovaním

Paralaxné mapovanie je pokročilá technika, ale nástroje ako Substance 3D uľahčujú jej využívanie. Ak ste začiatočník, využite tieto tipy:

• Začnite s textúrou. Môže to byť tehlová stena, dláždený chodník alebo podlaha z dlaždíc.
• Vytvorte výškovú mapu. Ak chcete premeniť textúru na odtiene sivej, použite napríklad softvér Photoshop.
• Použite grafický engine. Väčšina grafických enginov (napríklad Unity) podporuje paralaxné mapovanie. Importujte hlavnú textúru a výškovú mapu.
• Použite shader paralaxného mapovania. Priradením shadera alebo materiálov pridajte do textúry paralaxné mapovanie a prepojte ju s výškovou mapou.
• Upravte parametre. Upravte intenzitu paralaxného efektu, aby ste získali požadovanú ilúziu priestoru.
• Prezrite si výsledok z rôznych uhlov. Posúvajte kameru a uvidíte, ako sa textúra prispôsobuje zmene uhla.

Tieto stručné rady vám poslúžia na začiatok, ale vyskúšajte si aj ďalšie funkcie paralaxného mapovania.

Výhody paralaxného mapovania

Paralaxné mapovanie má mnoho výhod:

• Väčšia reálnosť. Paralaxné mapovanie obrázkom dodáva hmatateľnejší vzhľad, čo u používateľa vzbudzuje dojem reálneho sveta.
• Emocionálny zážitok. Reálnejšie obrázky pomáhajú vniesť život do príbehov v hrách a animáciách.
• Optimalizovaný výkon. Paralaxné mapovanie dodáva priestorovosť vďaka spracovaniu textúr bez potreby dopĺňania ďalších mnohouholníkov. K vykresleniu dochádza oveľa rýchlejšie, čo je užitočné pri používaní v reálnom čase, napríklad pri videohrách.

Využívanie v praxi

Paralaxné mapovanie sa dá využívať na rôzne účely:

• videohry vrátane virtuálnej reality,
• architektonické modely,
• vizualizácie produktov pre výrobcov a predajcov.

Od plochých obrázkov k 3D: paralaxné mapovanie v aplikácii Substance 3D

Paralaxné mapovanie kompletne zmenilo všetko od sveta hier až po webový dizajn. Táto technológia do dizajnov vdychuje život a plochým 2D obrázkom dodáva oveľa viac detailov.

Silu paralaxného mapovania najlepšie uvidíte, ak si ho sami vyskúšate na svojich dizajnoch. Vyskúšajte si aplikáciu Adobe Substance 3D a vytvárajte ohromujúce prepracované grafiky, ktoré vystupujú z obrazovky.