Отображение сфер - Sphere mapping

В компьютерная графика, отображение сфер (или же сферическое отображение окружающей среды) является разновидностью отображение отражений который аппроксимирует отражающие поверхности, рассматривая окружающую среду как бесконечно удаленную сферическую стену. Эта среда хранится в виде текстуры, изображающей, как бы выглядела зеркальная сфера, если бы она была помещена в среду, используя орфографическая проекция (в отличие от одного с перспектива ). Эта текстура содержит отражающие данные для всего окружения, за исключением пятна непосредственно за сферой. (Пример такого объекта см. На рисунке Эшера. Рука с отражающей сферой.)

Чтобы использовать эти данные, нормальная поверхность объекта, направление взгляда от объекта к камере и / или направление отражения от объекта к окружающей среде используется для вычисления координаты текстуры для поиска в вышеупомянутой карте текстуры. Результат выглядит так, как будто окружающая среда отражается на поверхности визуализируемого объекта.

Пример использования

В простейшем случае для генерации координат текстуры предположим:

• Карта была создана, как указано выше, если смотреть на сферу по оси z.
• Координата текстуры центра карты (0,0), а изображение сферы имеет радиус 1.
• Мы визуализируем изображение в той же ситуации, что и сфера, но сфера была заменена отражающим объектом.
• Создаваемое изображение является ортогональным, или зритель находится бесконечно далеко, поэтому направление взгляда не меняется при перемещении по изображению.

По координате текстуры ${displaystyle (x,y)}$, обратите внимание, что изображенное место на сфере ${displaystyle (x,y,z)}$ (куда z является ${displaystyle {sqrt {1-x^{2}-y^{2}}}}$), и нормаль в этом месте также ${displaystyle langle x,y,zangle }$. Однако нам дается обратная задача (нормаль, для которой нам нужно создать координату карты текстуры). Таким образом, координата текстуры, соответствующая нормальному ${displaystyle langle x,y,zangle }$ является ${displaystyle (x,y)}$.

Смотрите также

• Skybox (видеоигры)
• HEALPix, отображение с небольшим искажением, произвольной точностью и фрагментами одинакового размера