Parallax Mapping / Bump Offset

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ひとことで

平らな面に高さマップを持たせ、視線の角度と高さに応じてテクスチャを読む位置をずらすことで、凹凸が本当に奥へへこんでいるように見せる手法です。法線マップが「光の当たり方」だけを変えるのに対し、パララックスマッピングは「どこが見えるか」まで変えるので、斜めから見たときの奥行きが格段に増します。

ゲームでの使いどころ

• 石畳・レンガの壁・タイル床：目地が奥にへこみ、石が手前に出っ張って見える。
• 地面のディテール：足跡、轍、ひび割れ、砂利。
• 窓の奥の部屋：ビルの窓に室内が見えるように見せる「インテリアマッピング」も、同じ視差の考え方の応用です。
• SF のパネル・計器：実際のポリゴンを増やさずに、ボタンの溝やパネルの段差を表現する。

しくみ

接空間（面に沿った座標系）での視線ベクトルを $\mathbf{v} = (v_x, v_y, v_z)$、高さマップを $h(\mathbf{uv})$、深さの倍率を $s$ とします。

パララックスマッピング（オフセット）は、その点の高さだけを使って 1 回で UV をずらします。

計算は軽いものの、急な角度や深い凹凸では、ずらす量の見積もりが外れて模様が崩れます。

視差遮蔽マッピング（POM） は、視線に沿って層を少しずつ進みながら高さマップをたどり、視線が表面の下に潜った最初の位置を探します（スフィアトレーシングと同じ「光線を進めて交点を探す」考え方です）。見つかった区間を線形補間して交点を求めるので、手前のレンガが奥の目地を隠す様子まで表現できます。視線が面に対して寝ているほど層の数を増やします。

実装のポイント

• 接空間の視線が必要：通常のメッシュでは、頂点の接線・従法線から TBN 行列を作り、視線を接空間へ変換します（デモの板は xy 平面なので省略しています）。
• 求めた UV を全部に使う：色、法線、粗さなど、すべてのテクスチャを補正後の UV で読みます。
• 縁の処理：UV が 0〜1 の外へずれると、タイリングしない素材では縁に別の模様が現れます。範囲外なら discard する方法もあります。

つまずきやすい点

• 輪郭は変わらない：どれだけ奥行きが出ても、メッシュのシルエットは平らな板のままです。真横から見ると平面だと分かります。本当に形を変えたいならテッセレーションや頂点変位を使います。
• 急な角度での段差：POM の層数が少ないと、斜めから見たときに階段状の縞（スライス）が見えます。
• コスト：画面を大きく占める床に POM を使うと、1 画素あたり数十回のテクスチャ読み込みになります。距離に応じて層数を減らすか、近景だけに使います。

デモで試すこと

1. 「凹凸の表現」をなし → 法線マップのみ → パララックス → 視差遮蔽と切り替えてください。法線マップだけでは、斜めから見るとレンガが平面に描かれた絵だと分かります。
2. 視点を横に回して壁を斜めから見ると、POM ではレンガの側面が見え、手前のレンガが奥の目地を隠します。
3. 「凹凸の深さ」を最大にすると、パララックスは崩れやすく、POM は深い凹凸にも耐えることが比べられます。