Normales espaciales tangentes suaves para mapeo de relieve mejorado

En un intento por mejorar la calidad visual de los modelos 3D, muchas aplicaciones gráficas emplean mapeo de relieve técnicas. Sin embargo, lograr resultados uniformes y realistas puede plantear desafíos cuando las normales del espacio tangente se calculan únicamente en función de los datos faciales.

Detalles del cálculo

El enfoque actual calcula tangentes, binormales, y vectores normales por cara, ignorando las normales ya presentes en el archivo del modelo. Esta técnica utiliza datos de borde y vectores de espacio de textura para determinar estos valores, confiando en un producto cruzado para derivar en última instancia la normal.

Problema de faceta

Este enfoque a menudo resulta en una apariencia facetada, con bordes afilados y transiciones poco naturales entre caras. Esto ocurre porque las normales calculadas no son continuas entre los vértices, lo que provoca cambios abruptos en la iluminación y las sombras.

Solución: normales basadas en vértices

Para solucionar este problema, el La solución radica en calcular las normales por vértice. Esto se puede lograr utilizando las normales proporcionadas en el archivo del modelo o suavizándolas para evitar facetas.

Algoritmo

1. Inicializar acumuladores normales de vértice : Asigne a cada vértice un vector normal inicial de (0, 0, 0).
2. Calcule y acumule normales de cara: Para cada cara, calcule su vector normal como de costumbre. Agregue esta normal a los acumuladores normales de los vértices utilizados en esa cara.
3. Normalizar normales acumuladas: Divida el acumulador normal de cada vértice por el número de caras a las que pertenece. Esto da como resultado una normal promedio.
4. Cálculo tangente y binormal: Utilice las normales promedio de los vértices, junto con los datos de los bordes y los vectores del espacio de textura, para calcular los vectores tangentes y binormales por vértice.
5. Usar normales suaves: Las normales de vértice resultantes proporcionan una base más suave para los cálculos del espacio tangente, eliminando la apariencia facetada y mejorando el realismo del mapeo de relieve.