تحية لكل اعضاء المنبر الكرام وكل عام وانتم بخير، المقالة اليوم تقنية وتتحدث عن ال normal map وهي جزء من عدة مقالات تتحدث عن مصطلحات تطوير الالعاب وستتم ترجمتها قريبا.

معلومات عن المقالة
############
الاسم: مصطلحات تطوير الالعاب: ما هي ال Normal Map؟ Gamedev Glossary: What Is a Normal Map
الكاتب: ياني هاجيوانو Yanni Hajioannou
المقالة الاصلية: من هنا.
المقالة مترجمة بدون تصرف.
مصطلحات ذكرت في المقالة:
-bump map نوع من الصور ايضا يعطي تفاصيل لكن يعتمد على تدرجات الرمادي المزيد من التفاصيل على ويكيبيديا.
-لعبة AAA مصطلح في عالم تطوير الالعاب ويدل على الان اللعبة بمستوى عالي جدا وبميزانية ضخمة المزيد من التفاصيل على ويكيبيديا.
-cel shading او toon shading طريقة في الرندر لجعل الصورة كرتونية يمكن الاطلاع على المزيد من التفاصيل على ويكيبيديا.
############

المقالة تبدأ من هنا
############
في هذه المقالة، سأشرح ما هي ال normal map ولماذا استعمال ال normal map هي تقنية هامة ومفيدة لأي مطور العاب 3D. أيضا سأشارككم ببعض الأمثلة وعدد من الأدوات الرائعة لتوليدها.


ما هي ال Normal Map؟


ان ال 2D texture map هو صورة توضع على مجسم ثلاثي الابعاد والتي تقدم مستوى اعلى من التفاصيل، غطاء حول أي جسم ثلاثي الابعاد لتطبيق او تعديل بعض الصفات مثل اللون، الشفافية، اللمعان، الانعكاس، وتفاصيل اعلى.
واحدة من أكثر ال map المفيدة لأي مطور العاب 3D هي ال normal map. بدلا من امتلاك مدى ألوان من الأبيض والأسود، مثل استعمال ال bump map، فان ال normal map تتركب من الأحمر، الأخضر، والازرق. قيم ال RGB هذه تتحول الى احداثيات x، y، وz، سامحة للصورة ثنائية الابعاد بتمثيل العمق. بهذه الطريقة، يكون التطبيق ثلاثي الابعاد قادرا على تقليد التفاصيل الضوئية اعتمادا على الألوان المرتبطة بالإحداثيات ثلاثية الابعاد.
هذا مثال على ماهي normal map وتبدو كصورة ثناية الابعاد، بدون ان تكون مطبقة على الجسم الثلاثي الابعاد:


لماذا استخدم Normal Map؟


حفظ الذاكرة
عند انشاء الاجسام ثلاثية الابعاد لألعاب الفيديو، فانه يكون لديك ما يعرف ب "حد المضلعات Poly Limit" او " ميزانية الاضلاع Poly Budget"، والتي بشكل أساسي تقيد كم بإمكان مجسمك الثلاثي الابعاد ان يكون معقدا.
ان حد الاضلاع مطلوب لإبقاء لعبتك ثلاثية الابعاد بملف ذو حجم صغير نسبيا؛ حيث ان المجسمات المعقدة يمكنها ان تأخذ المقدار الاضخم من المساحة. ال Normal map تسمح لك بإبقاء حجم الملف بحدود الميزانية، بالإضافة الى كونك قادرا على امتلاك مجسمات تبدو مثل مجسمات ثلاثية الابعاد معقدة مع النمط الذي تريده من التفاصيل.
على سبيل المثال هذا المجسم ثلاثي الابعاد هو مكعب بسيط جدا، لكن مع إضافة ال normal map فوقه، فانه يبدو مثل شكل أكثر تعقيدا:

ان ال Normal Map التي تعرض البراغي والكلمات لا تظهر كأنها مرسومة ببساطة على سطح مستوي.


الواقعية
ال normal map تستعمل للحصول على نوع من التفاصيل الذي سيكون عليك بشكل طبيعي قضاء وقت صعب على عمله في برنامج ثلاثي الابعاد أساسي (Maya، 3Ds Max، Cinema 4D). يوجد العديد من أنواع البرامج التي تنشئ normal map، ولكن بتفاصيل عالية.
ان ال normal map تتأثر بإضاءة المرحلة، لذا فانه من السهل نحت التفاصيل حيثما احتجتها. وهذا الامر يمكن استخدامه لتطبيق التجاعيد على الوجه او لإضافة البراغي والخدوش على جسم معدني، كما في المثال أعلاه.


من عدد المضلعات المرتفع الى عدد المضلعات المنخفض
الاجسام ثلاثية الابعاد مرتفعة الاضلاع (أي معقدة للغاية) تمتلك الكثير من التفاصيل، ولكن يمكنها استهلاك الكثير من الذاكرة. ما يجب على الفنانين فعله هو استخدام مجسمات منخفضة الاضلاع وتطبيق normal map عليها لتعزيز التفاصيل، وهذا يسمح لحجم الملف ان يبقى صغير نسبيا.
فعليا يمكن للمجسمات مرتفعة الاضلاع ان تحول الى normal map، وبذلك يمكن استعمالها مع النسخة منخفضة الاضلاع. هذا يحدث كثيرا عندما تقوم شركات الألعاب بإنشاء شخصيات عالية التفاصيل وترغب بالحفاظ على أكبر قدر ممكن من التفاصيل.
في هذا المثال، سترى عملية تحويل مجسم مرتفع الاضلاع الى مجسم منخفض الاضلاع مع normal map. واثناء تنقلك خلال الصور، لاحظ عدد المضلعات في كل صورة.


المجسم مرتفع الاضلاع الاصلي

مجسم منخفض الاضلاع

مجسم منخفض الاضلاع مع تطبيق normal map (مولدة من المجسم مرتفع الاضلاع) عليه.

فعالية الوقت
استعمال ال normal map يمكن ان يحفظ الكثير من الوقت، اعتمادا على نوع المشروع الذي تعمل عليه. في هذا المثال مع الصندوق، كل ما فعلته كان توليد 2D normal map ووضعها على الصندوق. لو قمت بإنشاء كامل الجسم للمشروع نفسه، لاستغرق ذلك مني وقتا أطول.
أيضا، مع المزيد من المجسمات ثلاثية الابعاد في المسرح، فان هذا سيستهلك المزيد من الذاكرة. الآن، للمجسمات العضوية أكثر مثل الشخصيات لا يمكنني القول ان هذا الامر سيقلل الوقت المقضي بشكل كبير، لكن مع الاجسام الصلبة فانه مفيد جدا. أيضا فانه يكون لديك المزيد من المرونة لتجربة أشياء جديدة عندما تقضي وقتا اقل على الجسم.


معيار من معايير الصناعة
إذا كنت ترى لعبة مع تفاصيل عالية، يمكنني تقريبا ان اضمن انها تستعمل Normal Map.
في وقت سابق، ذكرت كم انه يوجد العديد من ال texture map التي تستعمل عند انشاء المجسمات ثلاثية الابعاد، ولكن الكثر قيمة هما ال color map وال normal map. ولأن الناس يودون بشكل دائم الأشياء التي تبدو أفضل وأفضل فانهم ينتهون بتفاصيل أكثر. ربما ال normal map وال color map لا تستعملان للألعاب الكرتونية او التي تستخدم تقنيات مثل cel shading، ولكن يمكنك المراهنة على ان الألعاب ال AAA تستعملها.


كيف يمكنني انشاء Normal Map؟


هناك عدة أدوات يمكنك استعمالها لإنشاء او توليد normal map:


CrazyBump
CrazyBump يولد ال normal map من الصور، خريطة الارتفاع height map (والتي تكون بتدرجات الرمادي)، او حتى من الnormal map. مع CrazyBump يمكنك فعليا ضبط ال normal map الخاصة بك لعرض تفاصيل أكثر او اقل من الصورة الاصلية.


xNormal
xNormal يولد ال normal map من المجسمات ثلاثية الابعاد منخفضة او مرتفعة الاضلاع. هذا حقا رائعا عندما تريد ان تبدأ ببرنامج نحت ثلاثي الابعاد مثل Zbrush، ولكنك ما تزال تود من مجسمك ان يبقى داخل ميزانيتك.
قمت باستعمال xNormal لتوليد ال normal map للشخصية في الأعلى.



nDo2
nDo2 هو إضافة للفوتوشوب تسمح لك بتوليد normal map باستعمال التحديد والخصائص الأخرى. انها تحتوي نفس الوظيفة الخاصة ب CrazyBump، مع إضافة المرونة الخاصة بأدوات الفوتوشوب.
استعملت nDo2 لعمل الصندوق مع البراغي.



Photoshop
الفوتوشوب يمكن ان يستعمل يدويا لتوليد ال normal map باستعمال قنوات الألوان المختلفة (R,G,B).
هذه التقنية صعبة جدا كي تقوم باستخدامها من اللاشيء، لذلك الفنانون بشكل عما فقط يستعملون الفوتوشوب لتعديل ال normal map المولدة من برامج أخرى. لذا يمكنك استخدام الفوتوشوب لتعديل بعض المشاكل التي قد تواجهها في ال normal map.
لا حظ هنا لماذا لم استعمل الفوتوشوب لرسم ال normal map:




شكرا لقراءتك هذه المقالة عن استعمال ال normal map وأتمنى ان تكون قد تعلمت الكثير واستمتعت أيضا.
############
المقالة تنتهي هنا
اي ملاحظات حول الترجمة ارجو اعلامي بها.