Normal map : High poly -mallin pinnanmuotojen siirtäminen low poly -mallille

Abstract

Opinnäytetyö käsittelee 3D-mallien tekstuureita ja sitä, kuinka niillä voidaan luoda illuusio tarkemmin mallinnetusta kappaleesta. Normal map -tekstuurit, joihin työ erityisesti keskittyy, mahdollistavat yksityiskohtaisen mallin pinnanmuotojen näennäisen siirtämisen yksinkertaisemmalle kappaleelle. Opinnäytetyön tavoite on myös kartoittaa yleisesti reaaliaikaiseen renderöimiseen soveltuvia malleja ja tekstuureita. Aihetta lähestytään normaalikarttojen ja niiden ominaisuuksien kautta.

Opinnäytetyö koostuu tekstuureihin, erityisesti pelialalla käytettyihin, ja normaalikarttoihin tutustumisesta ja sekä kolmen esimerkkityön yksityiskohtaisesta projektikuvauksesta. Esimerkkityöt esittelevät kolme erilaista tapaa luoda normal map Autodesk 3Ds Max -ohjelmalla luodulle mallille. Opinnäytetyössä käsitellään myös normal mapin luomista yleisemmällä tasolla.

Normaalikartat ovat tehokas menetelmä luoda yksityiskohtaisia malleja tekemättä niistä liian raskaita nopealle renderöimiselle. Ennen normaalikarttoja käytettiin bump mapping -tekniikkaa, joka jää menetelmiä verratessa normal mapien taakse tarkkuudessaan ja realistisuudessaan.

Menetelmän tekee hyödylliseksi se, että se ei tee 3D-scenestä tai objektista niin raskasta kuin mitä oikea korkearesoluutioinen kappale olisi. Normaalikartta pyrkii säilyttämään tarkan mallin yksityiskohdat siirtämättä high poly -mallien heikkouksia, kuten pitkiä renderöimisaikoja ja scenen raskautta low poly -malliin. Metodi on erityisen hyödyllinen reaaliaikaisessa mediassa ja on laajasti käytössä pelialalla.

The thesis focuses on different textures used on a 3D model and how they can create the illusion of a more detailed surface on a simpler mesh. The main subject consisted of normal maps and how they enable the assigning of a more complex model's surface normals for a simpler one. The objective was to examine different ways of creating normal maps and to understand the demands of realtime rendering towards textures and models.

This study includes illustration of the background of different textures used in the 3D field, especially those used in medium that require realtime rendering. It includes detailed description of three different ways to create a normal map for use on a model created in Autodesk 3Ds Max and information about creating a normal map in general.

Normal mapping is an efficient way of creating light but detailed models. Prior to normal mapping, bump mapping was the method used to accomplish a similar result. Comparison of these approaches shows the advantage of normal maps over bump maps.

The benefit of using normal mapping is to obtain the appearance of a high poly model without having to deal with slow processing and long rendering times. Normal maps are commonly utilised in real-time media and these days are essential for video games.