Carte des hauteurs - Heightmap
En infographie , une carte de hauteur ou un champ de hauteur est une image raster utilisée principalement comme grille globale discrète dans la modélisation d' élévation secondaire . Chaque pixel stocke des valeurs, telles que des données d' élévation de surface , à afficher en infographie 3D . Une carte de hauteur peut être utilisée dans le mappage de relief pour calculer où ces données 3D créeraient une ombre dans un matériau, dans le mappage de déplacement pour déplacer la position géométrique réelle des points sur la surface texturée, ou pour un terrain où la carte de hauteur est convertie en un maillage 3D.
Une carte de hauteur contient un canal interprété comme une distance de déplacement ou « hauteur » du « sol » d'une surface et parfois visualisé comme luma d'une image en niveaux de gris , le noir représentant la hauteur minimale et le blanc représentant la hauteur maximale. Lorsque la carte est rendue, le concepteur peut spécifier la quantité de déplacement pour chaque unité du canal de hauteur, qui correspond au « contraste » de l'image. Les Heightmaps peuvent être stockées seules dans des formats d'image existants en niveaux de gris, avec ou sans métadonnées spécialisées , ou dans des formats de fichiers spécialisés tels que les documents Daylon Leveler , GenesisIV et Terragen .
On peut également exploiter l'utilisation de canaux de couleur individuels pour augmenter les détails. Par exemple, une image RVB 8 bits standard ne peut afficher que 256 valeurs de gris et donc seulement 256 hauteurs. En utilisant des couleurs, un plus grand nombre de hauteurs peut être stocké (pour une image 24 bits, 256 3 = 16 777 216 hauteurs peuvent être représentées (256 4 = 4 294 967 296 si le canal alpha est également utilisé)). Cette technique est particulièrement utile lorsque la hauteur varie légèrement sur une grande surface. En utilisant uniquement des valeurs de gris, car les hauteurs doivent être mappées à seulement 256 valeurs, le terrain rendu apparaît plat, avec des "marches" à certains endroits.
Les cartes altimétriques sont couramment utilisées dans les systèmes d'information géographique , où elles sont appelées modèles altimétriques numériques .
Création
Les cartes de hauteur peuvent être créées à la main avec un programme de peinture classique ou un éditeur de terrain spécial. Ces éditeurs visualisent le terrain en 3D et permettent à l'utilisateur de modifier la surface. Normalement, il existe des outils pour élever, abaisser, lisser ou éroder le terrain. Une autre façon de créer un terrain consiste à utiliser un algorithme de génération de terrain. Il peut s'agir par exemple d'une fonction de bruit simplex 2D ou par agrégation limitée en diffusion . Une autre méthode consiste à reconstruire des cartes d'altitude à partir de données du monde réel, par exemple à l'aide d' un radar à synthèse d'ouverture .
Utilisation
Les cartes de hauteur sont largement utilisées dans les logiciels de rendu de terrain et les jeux vidéo modernes . Les Heightmaps sont un moyen idéal pour stocker les élévations numériques du terrain; par rapport à un maillage polygonal régulier, ils nécessitent sensiblement moins de mémoire pour un niveau de détail donné. La plupart des programmes modernes de modélisation informatique 3D sont capables d'utiliser des données à partir heightmaps sous forme de bosse , normale ou déplacement des cartes pour créer rapidement et précisément un terrain complexe et d' autres surfaces.
Dans les premiers jeux utilisant le rendu logiciel, les éléments représentaient souvent des hauteurs de colonnes de voxels rendues par ray casting . Dans la plupart des jeux plus récents, les éléments représentent la coordonnée de hauteur des polygones dans un maillage .
Logiciel de rendu
- Terragen – moteur de rendu de terrain
- Picogen – outil de création de rendu de terrain et de carte de hauteur
- Materialise - Outil gratuit de création de PBR ( Physically Based Rendering )
Génération de logiciels
Anecdotes
Bien que les termes heightmap et heightfield soient souvent indiscernables l'un de l'autre, il existe toujours une petite différence dans les termes. Heightmap vient du terme mathématique « map » et heightfield vient du terme mathématique « champ vectoriel ». Heightmap est la description la plus correcte car la plupart des heightfields ne sont pas un champ (vecteur) en termes mathématiques mais ils sont toujours une carte (en termes mathématiques ainsi que dans la représentation visuelle).
Voir également
Les références
- ^ Génération de terrain artificiel
- ^ Terrains basés sur DLA
- ^ Kirscht, Martin et Carsten Rinke. "Reconstruction 3D des bâtiments et de la végétation à partir d'images radar à synthèse d'ouverture (SAR)." MVA. 1998.