Displacement mapping using an image pyramid based multi-layer height map

이미지 피라미드 기반 다층 높이 맵을 사용한 변위 매핑 기법

Many methods which represent complex surfaces using height map without a number of vertex have been researched. However, a single layer height map cannot present more complex objects because it has only one height value on each position. In this paper, we introduce the new approach to render more complex objects, which are not generated by single layer height map, using multi layer height map. We store height values of the scene to each texture channel by the ascending order. A pair of ordered height values composes a geometry block and we use this property. For accurate ray search, we store the highest value in odd channels and the lowest value in even channels to generate quad tree height map. Our ray search algorithm shows accurate intersections between viewing ray and height values using quad tree height map. We solve aliasing problems on grazing angles occurred in previous methods and render the result scene on real-time.

많은 수치 정점 정보를 사용하지 않는 대신 기하의 높이 정보를 저장한 높이 맵을 사용하여 복잡한 표면을 표현하는 기법은 많이 연구되어 왔다. 하지만 단층으로 구성된 높이 맵은 표면으로부터의 각 위치 당 한 개의 높이 정보를 저장하고 있으므로 복잡하고 오목한 물체를 표현할 수 없다. 이 논문에서는 다층으로 구성된 높이 맵을 사용하여 단일 높이 정보로는 재구성할 수 없는 복잡한 물체를 정확하게 그리는 방법에 대하여 소개한다. 우리는 그리고자 하는 장면의 높이 값을 텍스처의 각 채널에 높이에 따라 순차적으로 저장한 다층 높이 맵의 높이 정보가 2채널 마다 쌍을 이루며 기하 블록을 구성하는 점에 착안하였다. 안전하고 정확한 광선 탐색은 다증 높이 맵의 1, 3번 째 채널은 높이의 최대값을 2, 4번 째 채널은 높이의 최소값을 사용하여 이미지 피라미드를 구성함으로써 이루어진다. 이런 구조에서의 광선 탐색은 선형 탐색에 기반 한 기존의 방식들이 스침각에서 화질이 현저히 낮아지는 문제를 개선하였으며 실시간에서 표현이 가능하다.