Glossário de renderização 3D
Height map: o que é o mapa de altura e como usar no 3D
Height map, ou mapa de altura, é uma imagem em tons de cinza em que cada pixel guarda uma altura: branco representa o ponto mais alto, preto o mais baixo e os cinzas, valores intermediários. Em 3D, serve para gerar relevo em superfícies, como pedras, pisos e tecidos, e para criar terrenos a partir de dados de elevação.
Como funciona um height map
O programa lê o valor de cada pixel e o converte em deslocamento perpendicular à superfície. Em uma imagem de 8 bits existem 256 níveis de cinza; em 16 bits, 65.536 níveis. Por isso, para terrenos e relevos grandes, mapas de 16 bits ou de 32 bits (ponto flutuante) evitam o efeito de "degraus" que aparece quando há poucos níveis de altura.
O mapa não diz qual é a altura absoluta. Ele indica a proporção entre os pontos, e o usuário define a intensidade: quanto vale o branco em centímetros ou metros. Um mesmo height map pode gerar um relevo sutil em um reboco ou uma montanha, dependendo dessa escala.
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Três formas de usar o mapa de altura
Bump
O bump não muda a geometria. Ele apenas altera a forma como a luz incide em cada ponto, criando a ilusão de relevo. É leve e funciona bem para detalhes pequenos, mas o contorno do objeto continua liso.
Displacement (deslocamento)
O displacement move de fato os vértices da malha, criando relevo real. Pedras de um muro passam a projetar sombra e a ter silhueta irregular. Exige malha subdividida ou tesselação no momento do render, o que consome mais memória e tempo.
Parallax e parallax occlusion
Muito usado em motores de tempo real, o parallax desloca a textura conforme o ângulo de visão para simular profundidade sem adicionar polígonos. É um meio-termo entre bump e displacement.
Height map, normal map e bump: comparação
| Mapa | Aparência | Altera a geometria? | Melhor uso |
|---|---|---|---|
| Height map | Tons de cinza | Sim, quando usado como displacement | Relevo forte: pedra, tijolo, terreno |
| Bump map | Tons de cinza | Não | Relevo fino: reboco, couro, poros |
| Normal map | Tons de azul, roxo e verde | Não | Detalhe fino com melhor resposta à luz que o bump |
Na prática, um material realista costuma combinar mais de um: displacement para as formas grandes e normal map para os detalhes pequenos.
Exemplos de uso
- Terrenos: modelos digitais de elevação, obtidos por topografia, LiDAR ou satélite, podem ser exportados como height maps e transformados em relevo 3D. É uma forma rápida de representar um loteamento em encosta ou o entorno montanhoso de um empreendimento.
- Arquitetura: muros de pedra, tijolo aparente, pisos de pedra portuguesa, revestimentos 3D, telhas e paisagismo com grama ganham volume real.
- Mercado imobiliário: fachadas com texturas marcantes e áreas externas com piso drenante ou deck ficam críveis mesmo em vistas próximas.
- Produto: couros, tecidos, plásticos texturizados e gravações em relevo em embalagens.
- Jogos e tempo real: terrenos de mapas abertos são, em grande parte, gerados a partir de height maps.
Erros comuns e boas práticas
- Resolução baixa: o relevo fica com aspecto de escada. Use 16 bits para terrenos e displacement forte.
- Malha pouco subdividida: o displacement precisa de vértices para se deformar. Sem eles, o efeito não aparece ou fica serrilhado.
- Intensidade exagerada: relevo fora de escala faz uma parede de tijolos parecer de pedras soltas.
- Ponto médio errado: se o cinza médio não for definido como altura zero, a superfície inteira sobe ou desce.
- Displacement em tudo: em superfícies distantes, bump ou normal map dão o mesmo resultado visual com muito menos custo de render.
Height map no trabalho de um estúdio de visualização
Em um estúdio de visualização, mapas de altura aparecem em quase toda cena: no terreno de uma maquete eletrônica de loteamento, nas pedras e revestimentos das imagens 3D externas e nos tecidos e superfícies da renderização de produtos. O cuidado está em escolher, para cada distância de câmera, a técnica que entrega realismo sem pesar o render.
Perguntas frequentes
Height map e displacement map são a mesma coisa?
Quase. O height map é a imagem com as alturas. O displacement é a técnica que usa essa imagem para deformar a geometria. Por isso muitos programas chamam o mesmo arquivo de displacement map.
Como criar um height map?
Pode ser pintado à mão, gerado a partir de fotos em programas como Substance Sampler, extraído de um modelo de alta resolução (bake) ou exportado de dados topográficos em softwares de SIG, como o QGIS.
Qual a diferença entre height map e normal map?
O height map guarda só a altura, em tons de cinza. O normal map guarda a direção da superfície em cada ponto, em cores RGB, e responde melhor à luz em detalhes finos, mas não cria relevo real.
Que resolução usar em um height map?
Depende do tamanho da área e da distância da câmera. Para texturas de materiais, 2K ou 4K costumam bastar. Para terrenos, a resolução deve acompanhar a precisão dos dados de origem, de preferência em 16 bits.