Displacement mapping

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia ja soveltaa käytännössä 3D-mallien pintageometrian yksityiskohtien lisäämistä Displacement mapping -tekniikalla. Työ esittelee tekniikan rakennetta, pyrkien luomaan lukijalle mahdollisimman kattavan kokonaiskuvan sen toiminnasta mahdollisuuksineen ja rajoitteineen. Opinnäytetyö jakautuu teoreettiseen osuuteen ja käytännön toteutukseen.

Teoreettinen osuus keskittyy tutkimaan Displacement mapping -tekniikan toimintalogiikkaa teknisestä näkökulmasta. Osuus pyrkii avaamaan mahdollisimman ymmärrettävästi tekniikan matemaattista toimintalogiikkaa. Siinä käsitellään myös tekniikan eri variaatioita sekä teknisten ratkaisujen vaikutuksia käytännön työskentelyyn. Tämän lisäksi kuvataan yleisimmät tavat tuottaa displacement-kuvakarttoja.

Käytännön osuudessa displacement mappingia sovelletaan 3D-hahmomallin toteutuksessa. 3D-Hahmomallin suunnittelu ja toteutus kuvataan pääpiirteittäin, korostaen työvaiheita joissa displacement mapping tulisi erityisesti huomioida. Hahmomalli suunniteltiin ja toteutettiin tavalla, joka mahdollistaisi sen animoinnin. Tämän opinnäytetyön puitteissa hahmoa ei kuitenkaan animoitu lukuun ottamatta yksinkertaista displacement-karttojen vääristymistä havainnollistavaa käden nosto liikettä.

This thesis studies and demonstrate the displacement mapping technique for adding surface detail to a 3D models. The thesis will explain basic principles behind the technique and aims to provide an extensive overview of it with its pros and cons. The thesis is divided into two parts. The first one is theoretical and second one is practical.

The theoretical part of the thesis focuses on the technical aspects of displacement mapping. This section of thesis tries to explain the mathematical logic behind displacement mapping as plainly as possible. It will also cover different variations of displacement mapping and how the technical side of things can affect practical working. In addition to this, it demonstrates mostly used ways of creating displacement maps.

In practical section of the thesis, displacement mapping is used in the creation of 3D goblin character model. Thought proses of designing and creating 3D character model is described with displacement mapping in mind. The character model is animation ready, but this thesis will not cover rigging or animation except one simple hand raise motion to demonstrate mesh distortion.