Normal Map vs Bump Map: worin liegt der Unterschied?
Sowohl Normal Maps als auch Bump Maps erzeugen die Illusion von Oberflächendetails — Kratzer, Poren, Furchen — ohne Polygone hinzuzufügen. Der Unterschied liegt darin, wie viele Informationen sie speichern und daher wie überzeugend sie aussehen.
Die kurze Antwort
Eine Bump (Height) Map ist ein Graustufen-Bild, in dem Helligkeit Höhe bedeutet — einfach, aber es drückt Details nur geradeaus rein oder raus. Eine Normal Map ist ein RGB-Bild, das eine vollständige Oberflächenrichtung pro Pixel speichert, daher kann es Details vortäuschen, die von der Seite Licht einfangen. Normal Maps sind reicher und sind der Standard im modernen PBR; Bump-/Height Maps sind noch nützlich für Displacement und Parallax.
Wie eine Bump Map funktioniert
Eine Bump Map ist Graustufen — Weiß ist oben, Schwarz ist unten. Der Renderer liest den Helligkeitsgradienten und verschiebt die Oberflächennormale nach oben oder unten, um Relief vorzutäuschen.
Das ist billig und intuitiv, aber weil es die Höhe nur entlang einer Achse kodiert, kann es keine Details darstellen, die seitwärts zeigen — daher wirken abgeschrägte oder gewölbte Details weicher und weniger definiert, als sie sollten.
Wie eine Normal Map funktioniert
Eine Normal Map nutzt die Rot-, Grün- und Blau-Kanäle, um eine X/Y/Z-Richtung für die Oberfläche an jedem Pixel zu speichern — darum sehen sie hauptsächlich blau-violett aus. So kann sie die scheinbare Oberfläche in jede Richtung neigen.
Diese zusätzlichen Informationen bedeuten, dass abgeschrägte Kanten, geneigte Kratzer und feine Details realistisch von der Seite Licht einfangen, nicht nur frontal. Eine Normal Map speichert weit mehr Oberflächeninformationen als eine Graustufen-Bump Map, darum wurde sie zum Standard.
Wo Height Maps noch passen
Die Graustufen-„Bump Map" lebt als Height-/Displacement Map im PBR weiter — sie ist nicht obsolet. Sie treibt echte Displacement und Parallax Occlusion an und fügt echte oder scheinbare Tiefe hinzu, die eine Normal Map allein nicht kann.
Viele Materialien haben beide: eine Normal Map für feine direktionale Details und eine Height Map für Parallax und Displacement, das die Silhouette verändert. Sie ergänzen sich eher, als dass sie konkurrieren.
Häufig gestellte Fragen
Ist eine Bump Map dasselbe wie eine Height Map?
Im Wesentlichen ja — eine klassische Graustufen-Bump Map ist eine Height Map, bei der die Helligkeit die Höhe kodiert. Im PBR wird sie normalerweise Height- oder Displacement Map genannt.
Sollte ich eine Normal Map oder eine Bump Map verwenden?
Bei den meisten Oberflächendetails verwende eine Normal Map — sie ist reicher und ist der moderne Standard. Nutze eine Height Map zusätzlich für Parallax oder echte Displacement.
Warum ist meine Normal Map blau?
Weil eine flache Oberfläche im Tangent Space direkt nach oben zeigt, was in eine bläuliche Farbe kodiert wird. Rot und Grün erscheinen dort, wo die Oberfläche geneigt ist.
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