normaalmap

Een normaalmap, of normaalmap, is een type textuur dat per pixel een normaalvector bevat die de richting van het oppervlak aangeeft. Door deze informatie te gebruiken bij de belichting kan een vlak oppervlak er realistischer uitzien met schaduwen en highlights die lijken op een met details gevuld oppervlak, terwijl er toch weinig geometrie nodig is.

De meest gebruikte variant is de tangent-space normaalmap. Hierbij worden de normale vectors uitgedrukt in een lokaal coördinatenstelsel van de oppervlakte (tangent, bitangent en normaal). In shaders wordt de normaal uit de normaalmap gehaald en omgezet naar de wereld- of schermruimte met behulp van de TBN-matrix (tangent-binormal-normal). Object-space normaalmaps bestaan ook, maar komen minder vaak voor omdat ze minder flexibel zijn bij het bewegen en vervormen van modellen.

Een normaalmap wordt meestal opgeslagen als een RGB-afbeelding, waarbij R, G en B een x-, y- en z-component van de normale vector vertegenwoordigen. De waarden in de map liggen normaal gesproken tussen 0 en 1 en worden omgezet naar -1 tot +1 voordat ze worden toegepast in de belichtingsberekening. Normaalmaps vereisen doorgaans lineaire kleurruimtelijke verwerking; anders krijgen kleuren en hoeken vaak een onnatuurlijk uiterlijk.

Toepassingen en beperkingen: normaalmaps vergroten visueel detail zonder extra polygonen, wat vooral in videogames en realtime rendering voordelig is. Ze kunnen echter scheuren langs UV-einden en artefacten vertonen, vooral bij verkeerde wrapping of bij sRGB-opschaling. Een goede normal map moet consistent zijn met het gebruikte coördinatensysteem en de overige textures zoals albedo en roughness/glossiness.

Productie en workflows: normaalmaps worden vaak gebakken uit hoogpolig modellen of handmatig geschilderd met software zoals Substance Painter, Blender of ZBrush. Ze vormen een essentieel onderdeel van veel moderne shading- en PBR-workflows.