法线贴图怎么用法线贴图原理( 二 ) _生活百科

法线是一个方向，我们需要三个不同的变量来读取三维空间中的方向，也就是XYZ 。比如我们在XYZ三个轴上都移动一个单位。如果我们绘制出新的向量，我们就有了一个三维的向量坐标。当然我们可以有很多不同的值。不同的值对应了向量中不同的点。
法线贴图的RGB通道可以包含X、Y、Z通道的向量数据。红通道控制光线的左右方向X轴，绿通道控制光线的上下方向Y轴。蓝通道模拟模型的深浅Z轴。我们把向量数据值存储在像素的RGB颜色通道上。所以法线贴图表达的是一种方向信息，只存放方向数据。光线可以通过它表面的方向进行计算。
向量
向量（也称矢量）是指具有大小（magnitude）和方向的量。在游戏中3D向量既可以表示一个方向，也可以表示一个点。

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5三个空间坐标系
坐标系有很多种，一般在使用法线贴图的时候会有几个选项，最常用的就是切线空间法线和模型空间法线，当然还有一个比较少用到的世界空间法线。这三个又可以被理解为世界空间坐标系，模型空间坐标系和切线空间坐标系。
模型空间法线
模型空间保存的是模型空间坐标系中的高模方向。模型空间是模型的局部3D空间。向上总是向上，向左总是向左。模型可以被旋转和位移，但模型不能有变形。
世界空间法线
世界空间保存的是世界坐标系中的高模法线方向。因此低模取出该点法线就可以直接使用，前提是低模的世界坐标系与高模一致，不能有旋转这样会导致法线方向改变。
切线空间法线
在一个不同的坐标空间中进行光照，法线贴图向量总是指向这个坐标空间的正Z轴方向，所有的光照向量都相对于这个正Z轴方向进行变换，而不管最终变换的方向如何。这样我们就能始终使用同样的法线贴图。
6烘焙法线概念
【法线贴图怎么用法线贴图原理】基本上来说法线烘焙的好与坏最主要需要考虑三个大的方面。
软硬边（平滑组）
从上面的内容可以知道，软件基本上是使用的点法线。比如相邻的两个点共用了一个法线，通过算法就会变成软边的效果。如果法线没有互相共用，单独的点都有单独的法线。这样就会有多根法线，就会变成硬边的效果。

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左侧的图像是具有硬边的模型。这将导致一些严重的问题，可以在黄色和蓝色星星上看到。蓝色区域计算两次常规细节，黄色区域根本不计算。右侧的图像是一个具有平滑法线的模型。这将允许在烘焙法线贴图时更接近细节。所以调整低模的软硬边会改变烘焙的结果。

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UV
尽可能把UV的排列方式做到横平竖直，尤其是在烘焙分辨率比较低的法线贴图时，可能会有锯齿。一般来说可以倒角解决。但如果能从源头规避掉潜在的问题肯定更好。
同时硬边需要断开分离，我们知道法线贴图表达方向是一种方向信息。两个不同方向的信息相交重叠到了一个点上，就会出现法线贴图有一到缝。如果我们把硬边模型的低模边缘分离的话，通过隔开一定距离（edge padding）就可以解决这个问题。简单来说就是给两个uv shell更多的像素。

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Cage
Cage的功能就是把作用于cage上使用的平均法线把高模的信息去映射到低模上使用的正常法线。可以看到如果使用软边烘焙法线方向是会根据模型的大小发生变化，也就意味着烘焙是基于法线方向的，结果也会发生变化。而用作cage的平均法线方向没有发生变化。因为平均法线是根据两个面之间的角度去计算。