Mapa výšky - Heightmap
V počítačové grafiky , je výšková nebo heightfield je rastrový obrázek používá hlavně jako diskrétní Global Grid v sekundárním modelování elevace . Každý pixel ukládá hodnoty, jako jsou údaje o výšce povrchu , pro zobrazení ve 3D počítačové grafice . Mapu výšky lze použít při nárazovém mapování k výpočtu, kde by tato 3D data vytvářela stín v materiálu, při mapování posunutí k přemístění skutečné geometrické polohy bodů nad texturovaný povrch nebo pro terén, kde je mapa výšky převedena na 3D síť.
Mapa výšky obsahuje jeden kanál interpretovaný jako vzdálenost posunutí nebo „výška“ od „podlahy“ povrchu a někdy je vizualizován jako luma obrazu ve stupních šedi , přičemž černá představuje minimální výšku a bílá představuje maximální výšku. Když je mapa vykreslena, může designér určit velikost posunutí pro každou jednotku výškového kanálu, která odpovídá „kontrastu“ obrázku. Mapy výšky mohou být uloženy samy ve stávajících formátech obrázků ve stupních šedi, se specializovanými metadaty nebo bez nich , nebo ve specializovaných formátech souborů, jako jsou dokumenty Daylon Leveler , GenesisIV a Terragen .
Lze také využít využití jednotlivých barevných kanálů ke zvýšení detailů. Například standardní RGB 8bitový obraz může zobrazovat pouze 256 hodnot šedé, a tedy pouze 256 výšek. Pomocí barev lze uložit větší počet výšek (pro 24bitový obrázek lze znázornit 256 3 = 16 777 216 výšek (256 4 = 4 294 967 296, pokud je použit také alfa kanál)). Tato technika je užitečná zejména tam, kde se výška na velké ploše mírně liší. Použitím pouze šedých hodnot, protože výšky musí být namapovány pouze na 256 hodnot, se vykreslený terén jeví jako plochý a na určitých místech s „kroky“.
Výškové mapy se běžně používají v geografických informačních systémech , kde se jim říká digitální výškové modely .
Tvorba
Výškové mapy lze vytvářet ručně pomocí klasického programu pro malování nebo speciálního editoru terénu. Tyto editory vizualizují terén ve 3D a umožňují uživateli upravit povrch. Obvykle existují nástroje ke zvedání, spouštění, vyhlazování nebo erozi terénu. Dalším způsobem, jak vytvořit terén, je použít algoritmus generování terénu. Může to být například 2D simplexní šumová funkce nebo agregace omezená difúzí . Další metodou je rekonstrukce výškových map z dat reálného světa, například pomocí radaru se syntetickou aperturou .
Použití
Mapy výšky jsou široce používány v softwaru pro vykreslování terénu a moderních videohrách . Výškové mapy jsou ideálním způsobem ukládání digitálních výšek terénu; ve srovnání s běžnou polygonální sítí vyžadují pro danou úroveň podrobností podstatně méně paměti. Většina moderních programů 3D počítačového modelování je schopna využívat data z výškových map ve formě nárazových , normálních nebo výtlakových map k rychlému a přesnému vytváření složitého terénu a dalších povrchů.
V nejčasnějších hrách využívajících softwarové vykreslování prvky často představovaly výšky sloupců voxelů vykreslených pomocí ray castingu . Ve většině novějších her představují prvky výškovou souřadnici polygonů v síti .
Software pro vykreslování
- Terragen - vykreslování terénu
- Picogen - nástroj pro vykreslování terénu a vytváření výškových map
- Materialize - bezplatný nástroj pro vytváření PBR ( Physically Based Rendering )
Generování softwaru
Drobnosti
Ačkoli termíny výška mapa a výškové pole jsou často navzájem nerozeznatelné, stále existuje malý rozdíl v pojmech. Mapa výšky pochází z matematického pojmu „mapa“ a výška pole pochází z matematického výrazu „vektorové pole“. Mapka výšky je správnější popis, protože většina výškových polí není z matematického hlediska (vektorové) pole, ale vždy je to mapa (v matematických termínech i ve vizuálním znázornění).
Viz také
Reference
- ^ Generace umělého terénu
- ^ Terény založené na DLA
- ^ Kirscht, Martin a Carsten Rinke. „3D rekonstrukce budov a vegetace ze snímků radaru syntetické clony (SAR).“ MVA. 1998.