Normales

Normales

Una normal es una línea imaginaria que apunta perpendicular a una superficie. En gráficos 3D, las normales le indican al renderizador en qué dirección está orientada una superficie. Esto es esencial para los cálculos de iluminación. Cuando un rayo de luz golpea una superficie, el renderizador mira la normal para determinar cómo rebota la luz. Si la normal apunta hacia la luz, la superficie es brillante. Si apunta en dirección opuesta, la superficie es oscura.

Hay dos tipos de normales en el modelado 3D. Las normales de cara son perpendiculares a cada cara poligonal individual. Se utilizan para el backface culling, que determina si un polígono es visible desde el ángulo de cámara actual. Si la normal de una cara apunta en dirección opuesta a la cámara, el polígono no se dibuja. Esto ahorra potencia de procesamiento. Las normales de vértice son un promedio de las normales de cara alrededor de cada vértice, y se utilizan para el sombreado suave.

El sombreado suave es lo que hace que un modelo de bajo polígono se vea suave en lugar de facetado. El renderizador interpola las normales de vértice a través de la superficie de cada polígono, creando la ilusión de una superficie curva. Por eso una esfera hecha de cien polígonos puede verse perfectamente redonda. Si quieres un borde duro, como el borde de una caja, divides las normales de vértice para que cada cara tenga su propia normal en el borde.

Los mapas de normales son texturas que almacenan información de dirección normal como colores RGB. Una superficie plana tiene normales que apuntan hacia arriba, lo que se codifica como azul púrpura en un mapa de normales. Cuando aplicas un mapa de normales a un modelo de bajo polígono, engaña al renderizador haciéndole pensar que la superficie tiene más detalles de los que realmente tiene. Las protuberancias, abolladuras y rasguños no son geometría real, pero la iluminación los hace parecer reales.

Los mapas de normales son esenciales para los efectos visuales porque permiten tener detalles de alta resolución sin el costo de renderizado de millones de polígonos. Esculpes un modelo de alta resolución, horneas el detalle en un mapa de normales y lo aplicas a una versión de baja resolución. El resultado se ve casi tan bien como el modelo de alta resolución pero se renderiza mucho más rápido. Esta técnica se utiliza en todas las producciones modernas de efectos visuales y juegos.