Normali

Normali

Una normale è una linea immaginaria che punta perpendicolarmente a una superficie. Nella grafica 3D, le normali indicano al renderizzatore in quale direzione è rivolta una superficie. Questo è essenziale per i calcoli di illuminazione. Quando un raggio di luce colpisce una superficie, il renderizzatore guarda la normale per determinare come la luce rimbalza. Se la normale punta verso la luce, la superficie è luminosa. Se punta lontano, la superficie è scura.

Esistono due tipi di normali nella modellazione 3D. Le normali delle facce sono perpendicolari a ciascuna faccia poligonale individuale. Vengono utilizzate per il backface culling, che determina se un poligono è visibile dall'angolazione corrente della telecamera. Se una normale di faccia punta lontano dalla telecamera, il poligono non viene disegnato. Ciò consente di risparmiare potenza di elaborazione. Le normali dei vertici sono una media delle normali delle facce attorno a ciascun vertice e vengono utilizzate per l'ombreggiatura uniforme.

L'ombreggiatura uniforme è ciò che rende un modello a basso poligonale liscio anziché sfaccettato. Il renderizzatore interpola le normali dei vertici sulla superficie di ciascun poligono, creando l'illusione di una superficie curva. Ecco perché una sfera composta da cento poligoni può apparire perfettamente rotonda. Se si desidera un bordo duro, come il bordo di una scatola, si dividono le normali dei vertici in modo che ciascuna faccia abbia la propria normale sul bordo.

Le mappe normali sono texture che memorizzano informazioni sulla direzione delle normali come colori RGB. Una superficie piana ha normali che puntano verso l'alto, che sono codificate come blu violaceo in una mappa normale. Quando si applica una mappa normale a un modello a basso poligonale, inganna il renderizzatore facendogli credere che la superficie abbia più dettagli di quanti ne abbia effettivamente. Le protuberanze, le ammaccature e i graffi non sono geometria reale, ma l'illuminazione li fa sembrare reali.

Le mappe normali sono essenziali per gli effetti visivi perché consentono di avere dettagli ad alta risoluzione senza il costo di rendering di milioni di poligoni. Si scolpisce un modello ad alta risoluzione, si cuoce il dettaglio in una mappa normale e lo si applica a una versione a bassa risoluzione. Il risultato sembra quasi buono quanto il modello ad alta risoluzione ma viene renderizzato molto più velocemente. Questa tecnica è utilizzata in ogni produzione moderna di effetti visivi e giochi.