¿Qué es el mapeo de esferas?

En los gráficos por computadora, el mapeo de esferas puede referirse a cualquiera de los dos métodos que se utilizan para aplicar una imagen o textura de procedimiento a una esfera tridimensional (3D). Genéricamente, el mapeo de esferas se utiliza para aplicar una imagen rasterizada bidimensional (2D) a la superficie de una esfera, distorsionando la imagen plana para que coincida con las coordenadas polares de la forma. El mapeo de esferas también se usa para describir una forma de mapeo ambiental que usa una imagen pre-renderizada de la escena que se mapea en la superficie de una esfera de una manera que hace que la esfera parezca reflejar el entorno a su alrededor, como una bola hecho de metal perfectamente reflectante. Ambos tipos de mapeo de esferas dan como resultado una esfera tridimensional que tiene una textura aplicada a su superficie, aunque el mapeo ambiental distorsiona la imagen de una manera diferente al mapeo de proyección esférica.

Cuando se utiliza para aplicar una textura a una forma de esfera, el mapeo de esfera toma una imagen 2D y la proyecta sobre la superficie de la esfera que se está texturizando. La imagen sigue el sistema de coordenadas de la esfera, donde cada vértice en la superficie se alinea de manera similar a las intersecciones de las líneas de longitud y latitud en un globo. Esto significa que, a medida que la imagen alcanza los polos de la esfera en la parte superior e inferior, la imagen comenzará a comprimirse hacia un único vértice, distorsionando efectivamente la imagen. En muchos casos con una imagen de textura creada correctamente, esto le da una apariencia más natural a la esfera en lugar de usar el mapeo de cubos o el mapeo de cilindro. Esta técnica se utiliza para crear gráficos y animaciones de esferas texturizadas como el planeta Tierra con imágenes satelitales de los océanos y continentes.

Cuando se usa en el mapeo ambiental, el mapeo de esferas es una forma rápida de crear un objeto que parece tener una superficie de espejo. El proceso calcula los vectores de luz de la superficie de la esfera, y ese vector luego se traduce en coordenadas que se utilizan para encontrar el color dentro de una imagen 2D. A diferencia del mapeo de la esfera de proyección, la versión reflectante distorsiona la imagen de una manera ligeramente diferente.

Una ventaja de usar el mapeo de esferas ambientales es que es muy rápido en comparación con otros métodos, como el trazado de rayos, que calcula dinámicamente la reflexión en función de los objetos en la escena. El método es rápido porque la reflexión en realidad es una imagen renderizada previamente. Esto lleva a algunas complicaciones con la técnica, porque los cambios dinámicos en el entorno o los objetos que se mueven en la escena no se mostrarán en el reflejo. Además, debido a que la reflexión percibida es estática, las formas cóncavas que reciben el mapeo no se reflejarán a sí mismas, causando un efecto visual a veces confuso.