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Inverse Displacement Mapping

經老師指點,在實做完Displacement Mapping後知道它有一些缺點~一如:若場景vertex數過少時,能夠displace的vertex沒有增加,呈現的效果會有明顯的稜狀;二如:若場景vertex數過多時,雖然能有極好的效果,但是效能上就會是個瓶頸。

於是乎,引進了一個技術叫做Inverse Displacement Mapping。基本概念是:顧名思義inverse是反向的意思,原本的Displacement Mapping是以光的角度打到場景後傳到眼睛中,而Inverse Displacement Mapping則是以眼睛的角度追溯光的來源,在model表面上模擬凹凸的效果,然實際上並沒有displace任何vertex。

  1. 由於Inverse Displacement Mapping in the General Case (1995)這篇論文在網路上只有13頁中的第1頁,所以只能從摘要(abstract)和介紹(introduction)中窺知一二。Inverse Displacement Mapping是Displacement Mapping的一種形式,以Ray Tracing的方式來模擬displacement mapped surfaces,由於跟光線到眼睛的方向相反,所以冠上Inverse。優點在於不需要增加model的複雜度,即能表現凹凸表面的效果。
  2. Inverse Displacement Mapping (1991)(跟前述論文同作者)描述direct displacement mapping從object space映射到image space的height sample需要texture來紀錄;而inverse displacement mapping從image space映射到紀錄height sample的texture space。這篇論文侷限應用在spheres, cones, cylinders and planes,但表示可以更應用到普遍情況下(in the general case)如前述論文,例如可以應用在完全的光線追蹤廣泛平滑表面的渲染管線
  3. 看了老師的論文A Prism-Free Method for Silhouette Rendering in Inverse Displacement Mapping (2008)後,發現許多技術,只要不是直接增加model的幾何複雜度,而是透過視線來模擬凹凸效果,都可以稱作Inverse Displacement Mapping

仔細看了上圖後發現,Inverse Displacement Mapping衍生出各種方法來取得較精確的交點,包含著名的Parallax Mapping、Relief Mapping和Interval Mapping等。

參考:Relief Texture MappingSteep Parallax MappingInterval Displacement Mapping

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