法线贴图怎么用法线贴图原理 _生活百科

法线贴图原理,法线贴图怎么用。小编来告诉你更多相关信息。
当开始输出时就意味着需要更多的输入，继续复习总结归纳提炼。还是保持着之前的思路，把程序的语境转化成美术也能够理解的语境去整理。
法线比较难用简单几句话说清楚，从制作法线贴图到在着色器里面如何使用都有了严格的标准。本文会涉及到一部分图形学的内容，但不会深入展开。比如TBN（Tangent Binormal Normal）矩阵。而是用更为通俗易懂的语言去阐述法线贴图的原理以及工作方式，侧重于美术从业者阅读。其中使用了的书籍以及博客等作为参考会在文章末尾列出。

文章插图

文章插图
1引言
人之所以能分辨立体与平面是基于光影（明暗关系）。学习美术的同学都知道素描的基础，物体的三大面五大调。物体受光后三大明暗区域：亮面、灰面和暗面。五个调子是指：亮色调、灰色调、明暗交接线、反光、投影。那么电脑绘制的过程也是一样的。那么基于这个理论我们就可以通过在贴图上做一些明暗变化去模拟一种假的立体效果。

文章插图

文章插图
在计算机图形学的发展过程中，三维建模软件开始支持高模多边形网格。而游戏引擎中和我们玩的游戏设备不能支持高模，这就是引入法线贴图技术的原因。在这项技术中，我们读取高模的法线基于顶点的纹理坐标，然后将其烘焙到2D法线纹理上。然后把法线贴图用于低多边形网格以模拟照明，在游戏中它看起来像一个高模。所以如果场景中没有灯光，我们的法线贴图就无法正常显示。

文章插图

文章插图
2什么是法线
在2D空间中一个曲面可以是平面，对于一个平面来说法线是一条垂直于平面的线或者表示这个曲面的方向。也就是垂直于这个表面的线，代表了平面的方向也就是平面的法线。对于曲面，法线将是一条垂直于曲面切线的直线。所以定义法线是垂直于曲面切线接触点的直线。

文章插图

文章插图
那么在3D空间中，如果曲面是平直的，那么法线就垂直于该平面的方向，所以这个垂直于平面的线或垂直方向就变成了法线。曲面是弯曲的，法线将是在某个点上与曲面相切平面垂直方向的直线。那么这和2D曲面上一样会在曲面上选择一个点，然后画个切面代替切线，这个平面刚好接触到曲面上的点，这就是我们的切面。然后一条代表方向的垂直线就变成了法线。

文章插图

文章插图
3法线贴图原理
法线贴图是使用深度或表面变形为模型添加凹凸（立体）的效果，但不会让网格产生真实的变形。是一个2D图像纹理，它可以改变光线对网格的影响。
物体表面产生明暗变化的直接原因就是光线照射角度的不同，而法线就是模拟出高面数模型的光照信息。而光照信息最重要的就是光入射方向与入射点的法线夹角。法线就是记录了这个夹角的相关信息。

文章插图

文章插图
4法线贴图储存
法线贴图使用RGB通道来储存信息。一个单一的白色像素由RGB三个不同的通道组成,也就是原色相加。每个颜色通道的取值范围在0到1之间（8位颜色的值是0到255）。
但重要的不是法线贴图是什么颜色。而是了解存储在红绿蓝通道中的数据是怎样的。所以重点是法线贴图并不是由颜色组成的贴图，而是由三个黑白数值贴图，通过通道合成的法线贴图。他们的作用在于用黑白的数值来控制光线的反射角度。