displacement map置换贴图

在游戏中经常会有这样的情况，就是一个平面——这个平面在现实中并不是一 个“平”面，例如砖墙的表面带有石质浮雕等等。这样的情况如果要求游戏开发人员将复杂的3D细节都做出来是不现实的，因为即使不计较在建模时候的复杂度， 过多的3D细节也同样会大量消耗显示芯片的性能，让游戏根本没有可玩性。同样在小型制作工作室的硬件配置一般也不支持过于复杂的模型制作。置换贴图是同凹凸贴图，法线贴图，切线贴图相区别的另一种制造凹凸细节的技术，它使用一个高度贴图制造出几何物体表面上点的位置被替换到另一位置的效果。这种效果通常是让点的位置沿面法线移动一个贴图中定义的距离。它使得贴图具备了表现细节和深度的能力，且可以同时允许自我遮盖，自我投影和呈现边缘轮廓。而另一方面，这种技术是同类技术中消耗性能最大的，因为它需要额外的增加大量几何信息

displacement map技术是最近几年才出现的一个技术，它出现的初衷是为了解决内存和GPU之间的带宽问题，它开始主要用于高poly角色模型的渲染，由于模型的高数据量会使内存和GPU之间的传输成为瓶颈，因此将其转换为低poly模型和一张displacement传送到GPU中，在GPU中转换为高poly模型进行渲染，可以大大减轻传送的数据量。

但是当前这项技术已经获得非常大的发展，它使用的范围非常大，从室外地形、水面、海洋到室内场景的渲染，它为提高场景的真实度提供了一个有力的工具。一个displacement map通常包含两部分：一张normal map用来保存法线，另一张height map用来保存顶点的偏移。当需要从低poly模型转换为高poly模型时很简单，首先从模型的一个face上获得一个插值点P1，然后从displacement map中获得相应位置的normal和distance，那么新的顶点P2为：

P2 = P1 + normal*distance