Vad är sfärkartläggning?

Inom datorgrafik kan sfärmappning hänvisa till någon av två metoder som används för att applicera en bild eller procedurstruktur på en tredimensionell (3D) sfär. Generellt används sfärmappning för att applicera en tvådimensionell (2D) rastrerad bild på ytan av en sfär, vilket förvränger den platta bilden för att matcha formens polära koordinater. Sfärkartläggning används också för att beskriva en form av miljökartläggning som använder en förrenderad bild av scenen som kartläggs på ytan av en sfär på ett sätt som gör att sfären verkar reflektera miljön runt den, som en boll tillverkad av perfekt reflekterande metall. Båda typerna av sfärmappning resulterar i en tredimensionell sfär som har en textur applicerad på sin yta, även om miljökartläggningen förvränger bilden på ett annat sätt än sfärisk projektionskartering.

När den används för att applicera en textur på en sfärform, tar sfärmappning en 2D-bild och projicerar den på ytan av den sfär som textureras. Bilden följer sfärens koordinatsystem, där varje vertex på ytan ligger i linje ungefär som skärningspunkterna mellan longitud- och latitudlinjer på en jordglob. Detta innebär att när bilden når sfärens poler på toppen och botten, kommer bilden att börja komprimeras mot en enda vertex, vilket effektivt förvränger bilden. I många fall med en korrekt skapad texturbild ger detta ett mer naturligt utseende till sfären i motsats till att använda kub- eller cylindermappning. Denna teknik används för att skapa grafik och animationer av strukturerade sfärer som planeten jorden med satellitbilder av haven och kontinenterna.

När den används i miljökartläggning är sfärkartering ett snabbt sätt att skapa ett objekt som verkar ha en spegelyta. Processen beräknar ljusvektorerna från sfärens yta, och den vektorn översätts sedan till koordinater som används för att hitta färgen i en 2D-bild. Till skillnad från projektionssfärmappning, förvränger den reflekterande versionen bilden på ett lite annorlunda sätt.

En fördel med att använda miljösfärkartering är att det är mycket snabbt jämfört med andra metoder, som ray tracing, som dynamiskt beräknar reflektionen utifrån objekten i scenen. Metoden är snabb eftersom reflektionen faktiskt är en förrenderad bild. Detta leder till vissa komplikationer med tekniken, eftersom dynamiska förändringar av miljön, eller föremål som rör sig i scenen, inte kommer att visas i reflektionen. Dessutom, eftersom den upplevda reflektionen är statisk, kommer konkava former som tar emot kartläggningen inte att reflektera sig själva, vilket orsakar en ibland förvirrande visuell effekt.