Mapeamento de Geometrias a partir de Texturas em Tempo Real Gabriel N. Lima , Harlen C. Batagelo, Jo˜ ao Paulo Gois Centro de Matem´ atica,Computa¸c˜ ao e Cogni¸ c˜ ao, UFABC, 09210-170, Santo Andr´ e, SP E-mail: gabriel.nobrega.lima@gmail.com Palavras-chave: Computa¸ c˜aoGr´ afica, Normal Mapping, Parallax Mapping, Relief Mapping Resumo: Este trabalho realiza uma an´alise e compara¸ c˜aodem´ etodos utilizados em jogos para o mapeamento de detalhes geom´ etricos a partir de texturas. 1 Introdu¸ c˜ ao O n´ ıvel de detalhes em modelos geom´ etricos computacionais ´ e diretamente proporcional ao n´ umero de v´ ertices da malha que o define. Um grande n´ umero de v´ ertices demanda alto custo computacional, o que n˜ao ´ e desej´ avel em aplica¸ c˜oes que dependam do processo de s´ ıntese de imagens em tempo real. Para se garantir a s´ ıntese de imagens de cenas complexas em tempo real, foram propostos m´ etodos que utilizam o modelo de ilumina¸c˜ao Phong [3] em conjunto com t´ ecnicas de mapea- mento de texturas em modelos geom´ etricos com n´ umero reduzido de v´ ertices. Uma das primeiras t´ ecnicas propostas ´ e conhecida por Normal Mapping [1]. Ela utiliza uma textura auxiliar em que cada texel armazena um vetor normal correspondente ao texel da textura difusa. O produto destas informa¸c˜oes´ e a gera¸ c˜ao de uma percep¸ c˜ ao geom´ etrica a partir de uma textura sobre um modelo geom´ etrico simplificado. Isto permite a percep¸ c˜aoderugosidades, isto ´ e, a ilus˜ao de relevos complexos a baixo custo computacional. Contudo, o Normal Mapping tem sua qualidade degradada ` a medida que o ˆ angulo entre o raio de vis˜ ao e o plano de textura diminui. Para evitar este problema, diversas t´ ecnicas tˆ em sido propostas, as quais s˜ao abordadas e comparadas neste trabalho. 2 Problema Generalizado Um Mapa de N´ ıveis representa o “relevo” da superf´ ıcie. Ele permite determinar as regi˜oes que devem estar v´ ısiveis a um observador mesmo quando o ˆ angulo entre o raio de vis˜ ao e o plano de textura ´ e pequeno. A Figura 1 apresenta um Mapa de N´ ıveis sobre o plano de textura, e orienta o problema da determina¸c˜ao do pixel na coordenada (u, v) que deve estar v´ ısivel ao observador. Encon- trandoainterse¸c˜ao(u ′ ,v ′ ,h(u ′ ,v ′ )) com o raio de vis˜ ao, onde h(x, y)´ e a altura nas coordenadas (x, y), pode-se determinar que em (u, v) o observador deve visualizar as cores pertencentes ao pixel (u ′ ,v ′ ). Isto permite que o observador perceba obstru¸ c˜ oes sem a necessidade de uma malha complexa. Contudo, como Mapas de N´ ıvel s˜ao discretos, estimar a interse¸c˜ao com a superf´ ıcie passa a depender de m´ etodos matem´aticos de reconstru¸ c˜ ao de superf´ ıcie e de c´alculo de interse¸c˜ao. Como o tempo computacional ´ e fundamental para aplica¸ c˜oes em tempo real, o 337