バンプマップ
読み: ばんぷまっぷ
グレースケール画像の明暗差から擬似的な法線の傾きを計算し、ポリゴン表面に凹凸感を与えるシェーディング技術。ジオメトリは変形せず、陰影のみで立体感を演出する。
バンプマップ (bump map) は、1978 年に James Blinn が発表した技術で、グレースケールのハイトマップから法線の摂動 (perturbation) を計算し、ライティング時に表面の凹凸を擬似的に表現する手法である。実際のジオメトリは変化しないため、シルエットは平坦なままだが、計算コストが低く実装が容易という利点がある。
- ハイトマップ方式: 白が高い部分、黒が低い部分を表す。隣接ピクセルとの差分から勾配を計算し、法線の傾きに変換する。8 ビットグレースケール (256 段階) で十分な場合が多い
- 法線の計算: テクスチャの U 方向と V 方向の偏微分を求め、元の法線ベクトルに加算する。数式では
N' = N + dU × T + dV × B(T: タンジェント、B: バイタンジェント) となる - ノーマルマップとの違い: バンプマップは 1 チャンネル (グレースケール) で法線を間接的に表現するのに対し、ノーマルマップは 3 チャンネル (RGB) で法線方向を直接格納する。ノーマルマップの方が精度が高く、現在の主流である
- 適用例: レンガの目地、木目、布の織り目、金属の傷など、微細な表面テクスチャの表現に使われる
現代のゲームエンジンではノーマルマップが標準だが、バンプマップは概念的な基礎として重要であり、Blender や Maya では今もハイトマップ入力からの自動変換機能が提供されている。Substance Designer ではハイトマップからノーマルマップへの変換ノードが頻繁に使用される。