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法線貼圖怎么用 法線貼圖原理

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法線貼圖原理,法線貼圖怎么用 。小編來告訴你更多相關信息 。
當開始輸出時就意味著需要更多的輸入 ， 繼續復習總結歸納提煉 。還是保持著之前的思路 ， 把程序的語境轉化成美術也能夠理解的語境去整理 。
法線比較難用簡單幾句話說清楚 ， 從制作法線貼圖到在著色器里面如何使用都有了嚴格的標準 。本文會涉及到一部分圖形學的內容 ， 但不會深入展開 。比如TBN（Tangent Binormal Normal）矩陣 。而是用更為通俗易懂的語言去闡述法線貼圖的原理以及工作方式 ， 側重于美術從業者閱讀 。其中使用了的書籍以及博客等作為參考會在文章末尾列出 。

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1引言
人之所以能分辨立體與平面是基于光影（明暗關系） 。學習美術的同學都知道素描的基礎 ， 物體的三大面五大調 。物體受光后三大明暗區域：亮面、灰面和暗面 。五個調子是指：亮色調、灰色調、明暗交接線、反光、投影 。那么電腦繪制的過程也是一樣的 。那么基于這個理論我們就可以通過在貼圖上做一些明暗變化去模擬一種假的立體效果 。
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在計算機圖形學的發展過程中 ， 三維建模軟件開始支持高模多邊形網格 。而游戲引擎中和我們玩的游戲設備不能支持高模 ， 這就是引入法線貼圖技術的原因 。在這項技術中 ， 我們讀取高模的法線基于頂點的紋理坐標 ， 然后將其烘焙到2D法線紋理上 。然后把法線貼圖用于低多邊形網格以模擬照明 ， 在游戲中它看起來像一個高模 。所以如果場景中沒有燈光 ， 我們的法線貼圖就無法正常顯示 。
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2什么是法線
在2D空間中一個曲面可以是平面 ， 對于一個平面來說法線是一條垂直于平面的線或者表示這個曲面的方向 。也就是垂直于這個表面的線 ， 代表了平面的方向也就是平面的法線 。對于曲面 ， 法線將是一條垂直于曲面切線的直線 。所以定義法線是垂直于曲面切線接觸點的直線 。
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那么在3D空間中 ， 如果曲面是平直的 ， 那么法線就垂直于該平面的方向 ， 所以這個垂直于平面的線或垂直方向就變成了法線 。曲面是彎曲的 ， 法線將是在某個點上與曲面相切平面垂直方向的直線 。那么這和2D曲面上一樣會在曲面上選擇一個點 ， 然后畫個切面代替切線 ， 這個平面剛好接觸到曲面上的點 ， 這就是我們的切面 。然后一條代表方向的垂直線就變成了法線 。
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3法線貼圖原理
法線貼圖是使用深度或表面變形為模型添加凹凸（立體）的效果 ， 但不會讓網格產生真實的變形 。是一個2D圖像紋理 ， 它可以改變光線對網格的影響 。
物體表面產生明暗變化的直接原因就是光線照射角度的不同 ， 而法線就是模擬出高面數模型的光照信息 。而光照信息最重要的就是光入射方向與入射點的法線夾角 。法線就是記錄了這個夾角的相關信息 。
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4法線貼圖儲存
法線貼圖使用RGB通道來儲存信息 。一個單一的白色像素由RGB三個不同的通道組成,也就是原色相加 。每個顏色通道的取值范圍在0到1之間（8位顏色的值是0到255） 。
但重要的不是法線貼圖是什么顏色 。而是了解存儲在紅綠藍通道中的數據是怎樣的 。所以重點是法線貼圖并不是由顏色組成的貼圖 ， 而是由三個黑白數值貼圖 ， 通過通道合成的法線貼圖 。他們的作用在于用黑白的數值來控制光線的反射角度 。

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