تفاوت Bump و Normal Map و Displacement در متریال مدلهای سه بعدی

یکی از پارامترهایی که در زمان رندر یک مدل سه بعدی باعث میشود رندر انجام شده طبیعی تر و واقعی تر به نظر برسد، ایجاد ناهمواری بر روی متریال و مدل سه بعدی می باشد. این پروسه به روشهای مختلف امکان پذیر است و ما سعی داریم در این مقاله به توضیح و تشریح روش های مختلف ایجاد ناهمواری بر روی مدل سه بعدی بپردازیم تا شما بتوانید بهترین و سریعترین روش را انتخاب نموده و به کیفیت بالایی در رندر دست پیدا کنید.

روش های مختلف ایجاد ناهمواری

برای ایجاد ناهمواری بر روی مدل سه بعدی، از روش ها و متدهای مختلف استفاده میشود. برای ایجاد ناهمواری یا باید بر روی مدل سه بعدی در هنگاام ساخت مدل ناهمواری ها را ایجاد نمود و یا در زمان ساخت متریال، با استفاده متدهای مختلف این ناهمواری ها را به وجود آورد. اما کدام روش بهتر است و هر کدام در چه زمانی مناسب است.

ایجاد ناهمواری در هنگام مدلسازی

برای ایجاد ناهمواری بر روی مدل سه بعدی، از روش ها و متدهای مختلف استفاده میشود. برای ایجاد ناهمواری یا باید بر روی مدل سه بعدی در هنگام ساخت مدل ناهمواری ها را ایجاد نمود و یا در زمان ساخت متریال، با استفاده متدهای مختلف این ناهمواری ها را به وجود آورد. اما کدام روش بهتر است و هر کدام در چه زمانی مناسب است.

اولین روشی که برای ایجاد ناهمواری بر روی مدل سه بعدی می توان انجام داد، ساخت جزییات ناهمواری بر روی مدل با استفاده از تکنیک Sculpting است که در این روش تمامی ناهمواری ها بر روی مدل به واسطه ایجاد پولیگون های زیاد به وجود می آید.
شاید در نگاه اول این روش خیلی کامل و دقیق باشد، اما مشکلی که به وجود می آورد سنگین شدن مدل سه بعدی به خاطر زیاد بودن تعداد اجزای تشکل دهنده آن است. به طور مثال همانطوری که در تصویر بالا مشاهده میکنید در سمت چپ ناهمواری ها به واسطه متریال ایجاد شده و به همین خاطر مدل سه بعدی، مدل سبکی است ولی در سمت راست، ناهمواری ها بر روی خود مدل سه بعدی ایجاد شده که همین امر باعث گردیده تعداد اجزای مدل سه بعدی به حد زیادی افزایش یابد واگر بررسی دقیقی انجام شود مدل سمت راست 193 برابر سنگین تر از مدل سمت چپ است که همین امر باعث طولانی شدن زمان رندر در خروجی کار خواهد شد.

ایجاد ناهمواری بر روی متریال

در خیلی از مواقع برای اینکه بتوان زمان رندر را سریعتر کرد و یا حجم مدل و صحنه را سبک کرد، از متدهای مختلف ساخت متریال برای ایجاد ناهمواری بر روی مدل سه بعدی در زمان رندر استفاده میشود. ساخت ناهمواری در متریال روش و متدهای مختلفی دارد که هر کدام بسته به نیاز ما قابلیت های متفاوتی را در اختیار ما قرار میدهند و با توجه به نیازمان می توانیم از این روش ها استفاده نماییم.
برای ساخت ناهمواری در متریال یک موضوع از سه روش مختلف استفاده می شود. روش اول استفاده از Bump و روش دوم استفاده از Normal Map و روش سوم استفاده از Displacement است که هر کدام نکات مثبت و منفی خود را دارند. با توجه به نیازمان در صحنه و مدیریت زمان رندر می توان یکی از روش های فوق را استفاده نمود. در ادامه هر کدام از این روشها را به صورت جداگانه بررسی خواهیم کرد.

ایجاد ناهمواری در متریال به روش Bump

در روش ایجاد ناهمواری به صورت Bump ، معمولا از یک تصویر به صورت سیاه و سفید استفاده میشود و توسط آن تصویر و ایجاد اختلاف زاویه نور بر روی سطح متریال ناهمواری شبیه سازی میگردد. در این روش قسمت های تاریک تصویر فرورفته و قسمت های روشن تصویر برجسته میگردد. این ناهمواری ها در جهت نرمال سطوح شبیه سازی میشود.
شاید بتوان گفت که این روش اینجا ناهمواری نتیجه خیلی باکیفیتی را ارائه نمیکند اما جزو سریع ترین روشهای ایجاد ناهمواری بر روی متریال بوده و در خیلی از صحنه های سه بعدی که جزییات ناهمواری خیلی مهم نیست قابل استفاده است. از این روش اینجا ناهمواری بیشتر در ساخت بازی استفاده میشود، اما در صحنه های سه بعدی جلوه های ویژه بصری برای موضوعاتی که از دوربین فاصله خیلی زیادی دارند نیز قابل استفاده می باشد.
در این روش ایجاد ناهمواری، برجستگی ها فقط بر روی متریال تاثیر می گذارد و هیج تاثیری بر روی مدل سه بعدی نخواهد گذاشت. به همین خاطر برجستگی ها فقط در قسمت میانی موضوع دیده میشوند و بر روی حاشیه و لبه مدل هیچ تاثیری نخواهد داشت.

ایجاد ناهمواری در متریال به روش Normal Map

در روش ایجاد ناهمواری به صورت Normal Map ، معمولا از یک تصویر به رنگی استفاده میشود که رنگ های Red, Green, Blue جایگزین محورهای X,Y و Z میگردند. این روشن ایجاد ناهمواری شبیه به روشن Bump است ولی با این تفاوت که در این روش جهت نورپردازی در ایجاد ناهمواری تاثیر گذار خواهد بود و به همین خاطر نتیجه بهتری را نسبت به روش قبل ارائه میکند.
این روش مانند روش Bump سرعت بالایی در رندر ایجاد میکند و به خاطر استفاده از مپ RGB می توان تاثیر نور در ناهمواری ها را بهتر مشاهده کرد.
در این روش نیز ایجاد ناهمواری، برجستگی ها فقط بر روی متریال تاثیر می گذارد و هیج تاثیری بر روی مدل سه بعدی نخواهد گذاشت. به همین خاطر برجستگی ها فقط در قسمت میانی موضوع دیده میشوند و بر روی حاشیه و لبه مدل هیچ تاثیری نخواهد داشت.

ایجاد ناهمواری در متریال به روش Displacement

یکی دیگر از روش های ساخت برجستگی بر روی متریال استفاده از متد Displacement می باشد. در این روش مانند روش Bump از یک تصویر سیاه و سفید برای ایجاد ناهمواری بر روی مدل سه بعدی استفاده میشود اما تفاوتی که با روش Bump دارد در این است که در این روش برجستگی و ناهمواری نه تنها بر روی متریال تاثیر گذار است بلکه بر روی مدل سه بعدی نیز اثر میگذارد و باعث ایجاد ناهمواری در لبه های مدل سه بعدی در زمان رندر خواهد شد. البته برای نتیجه بهتر در زمان رندر، نیاز به ایجاد جزییات برای مدل سه بعدی می باشد که اثر موتور های رندر این قابلیت را به شما میدهند تا مدل را در زمان رندر به صورت Highpoly رندر نمایید تا برجستگی ها با جزییات بهتری دیده شوند.
این روش نسبت به دو روش قبلی سنگین تر بوده و زمان رندر بیشتری را به خود اختصاص میدهد، اما باز نسبت به مدلسازی با جزییات بالا یا های پلی گزینه بهتری می باشد.

جمع بندی

بعد از شناخت روش های مختلف ایجاد ناهمواری بر روی مدل در زمان رندر، شاید این سوال برایتان پیش بیاید که کدام روش بهتر است و کجا باید استفاده شود؟
مهمترین عاملی که باعث میشود ما روش درستی را انتخاب کنیم، LOD یا جزییات مدل در زمان رندر است. برای درک بهتر این موضوع، ما صحنه را به بخشهای مختلفی تقسیم میکنیم. مدلهایی که بسیار به دوربین نزدیک هستند و نیاز به نمایش جزییات بالا در نمایهای نزدیک دارند بهترین روش مدلسازی به صورت Highpoly است و با اینکه زمان رندر را طولانی میکند اما باعث میشود کیفیت بالایی در خروجی داشته باشیم.
اما وقتی مدل کمی از دوربین فاصله بگیرید و یا به جزییات کمتری نیاز داشته باشیم میتوانیم به جای مدلسازی با جزییات بالا از روش Displacement استفاده کنیم. درسته که این روش هم در رندر زمان زیادی از ما میگیرد ولی نسبت به روش قبل سریع تر می باشد.
اما اگر موضوع از دوربین دور باشد و نیاز دیدن ناهمواری ها در لبه های موضوع نباشد میتوان از روش Normal Map استفاده نمود که جهت نور نیز در ایجاد ناهمواری تاثیر گذار باشد.
اما اگر نیاز به جزییات در لبه های موضوع و جهت نور پردازی در بخش های ناهموار متریال نباشد، میتوان از سریع ترین حال یعنی Bump استفاده نمود با خروجی قابل قبولی را در سریع ترین زمان ممکنه به دست آورد.

دیدگاهتان را بنویسید