Bump, Normal, Displacement, Parallax, Relief Mapping

最近實做了Bump Mapping和Displacement Mapping，這兩者還算是相當基本的概念，可以很容易地用shader來做到real-time的效果，進一步研究即是更高深技術的Parallax Mapping和Relief Mapping，它可以更有效率地表現出更加真實的立體效果。

下表是我這週所整理出來，比較Bump, Normal, Displacement, Parallax, Relief Mapping之間的差異，若想要知道更多的細節，可以去研究paper。

Mapping	Concept	Map	Shader
Bump mapping(1978)	計算vertex的光強時，不是直接使用該vertex的原始法向量，而是在原始法向量上加上一個擾動得到修改法向量，經過光強計算，能夠產生凹凸不平的表面效果。No self-occlusion, No self-shadow, No silhouette。	Bump map (Normal map)	Fragment shader
Normal mapping (1996)	normal map表示法向量資訊，而法向量資訊可由height map微分而得到，texture的RGB表示法向量的XYZ，利用此資訊計算光強，產生凹凸陰影的效果。No self-occlusion, No self-shadow, No silhouette。	Normal map	Fragment shader
Displacement mapping (1984)	直接作用於vertex，根據displacement map中相對應vertex的像素值，使vertex沿法向移動，產生真正的凹凸表面。	Displacement map (Height map)	Vertex shader
Parallax mapping (2001) (Virtual displacement mapping)	沒有修改vertex的位置，以視線和height map計算較陡峭的視角給vertex較多的位移，較平緩的視角給vertex較少的位移，透過視差獲得更強的立體感。No self-occlusion, No self-shadow。	Height map	Fragment shader
Relief mapping(2005) (Steep Parallax Mapping)	更精確地找出觀察者的視線與高度的交點，對應的texture座標則是位移的距離，所以能更正確地模擬立體的效果，可以產生self-occlusion, self-shadowing, view-motion parallax, and silhouettes。	Height map	Fragment shader

這裡名詞有許多歧異，可能是因為作法有很多種。做Bump mapping的時候，參考到使用Normal map來實做的教學，所以會將Bump mapping和Normal mapping都以前者名稱為主。不太清楚occlusion和shadow的差別，初步認知是前者陰影較淺（indirect lighting）而後者較深（direct lighting）。上頭的表格已經servey數次，希望沒有錯誤。

參考：WiKiBump, Normal, Displacement, Parallax, Relief Mapping。