共计 1692 个字符，预计需要花费 5 分钟才能阅读完成。
在上一篇文章中具体介绍了位移贴图的相干常识，在本章中咱们持续讲述法线贴图的相干概念，文章前面持续用 GLTF 编辑器 来演示下法线贴图的模型渲染成果。
1、什么是法线贴图
法线贴图（Normal Map）是一种纹理映射技术，用于在渲染过程中模仿物体外表的细节和几何形态。它通过应用 RGB 色彩值来存储每个像素点的法线方向信息。法线贴图能够在放弃模型低多边形数的同时，呈现出高多边形数模型的细节成果。
惯例的纹理贴图应用 RGB 色彩通道示意红、绿、蓝三种色彩重量，而法线贴图则应用 RGB 通道来存储每个像素的法线向量信息。法线向量是垂直于物体外表的向量，代表了外表的法线方向和歪斜水平。
2、法线贴图的作用
法线贴图在计算机图形学和渲染中起着重要的作用，它能够为模型外表增加细节和真实感。以下是法线贴图的几个次要作用：
- 减少外表细节：法线贴图能够在低多边形数的模型上模仿高多边形数模型的细节成果。通过扭转法线方向，能够使外表看起来具备凹凸、坑洞、起伏等细节，使模型更真切。
- 进步光照成果：法线贴图能够扭转外表法线方向，影响光线与外表之间的交互。这样能够产生更精确的光照成果，使暗影、高光和反射等更实在地投射在物体外表上，加强了模型的视觉质感。
- 优化性能：应用法线贴图能够在渲染过程中缩小多边形数量，从而进步渲染性能。绝对于应用高多边形数模型，低多边形数模型配合法线贴图能够达到相似的细节成果，同时加重了计算和渲染的累赘。
- 节约资源：法线贴图绝对于其余纹理贴图，如凹凸贴图或位移贴图，所需的存储空间较小。它只须要 RGB 通道来存储法线向量信息，因而节约了资源耗费，使得模型和纹理文件更加轻量化。
- 确定模型边缘和细节：通过法线贴图，能够在模型的边缘和细节处实现更加清晰和锐利的成果。这有助于晋升模型的视觉品质，在游戏、电影等畛域中提供更高水平的视觉出现。
总之，法线贴图在加强渲染成果、进步性能、节约资源和缩小模型复杂性方面都施展着重要作用。它是计算机图形学畛域中罕用的技术之一，广泛应用于游戏开发、动画制作、虚拟现实等畛域，以提供更真切和优化的视觉体验。
3、法线贴图的实现原理
法线贴图的实现原理波及到纹理空间和世界空间之间的转换，以及光照计算等关键步骤。上面是法线贴图的次要实现原理：
- 法线贴图的创立：首先须要创立一张法线贴图，能够应用专门的纹理生成软件或计算机图形学工具来进行创立。在法线贴图中，每个像素的 RGB 值示意该地位的法线方向和歪斜水平。
- 法线向量解码：在渲染过程中，将法线贴图中的 RGB 值解码为标准化的法线向量。法线贴图中的 RGB 重量通常会映射到 - 1 到 1 的范畴内，能够通过简略的线性变换将其解码为法线向量。例如，对于每个像素的 RGB 值 (R, G, B)，能够将其映射到(-1, -1, 1) 到(1, 1, 1)之间的范畴。
- 法线向量变换：解码后的法线向量须要从纹理空间变换到世界或模型空间，以便依据物体的地位、旋转和缩放来调整法线方向。这一步通常波及到模型的顶点着色器，将解码后的法线向量与顶点信息相结合，进行坐标变换。
- 光照计算：在渲染过程中，应用变换后的法线向量来计算光照成果。依据物体外表的法线方向和光源的地位、强度等信息，能够计算出每个像素的亮度、暗影和反射等成果。通常，在片段着色器中进行光照计算，并将后果与纹理贴图等其余信息相结合，生成最终的色彩值。
- 渲染和输入：通过法线贴图解决的模型能够进行渲染，生成最终的图像或动画。法线贴图会影响模型外表的细节、凹凸和光照成果，使渲染后果更加实在和具体。
综上所述，法线贴图的实现原理次要波及到法线向量的解码、空间变换和光照计算等步骤。通过这些步骤，能够在渲染过程中模拟出高多边形数模型的细节成果，进步模型的视觉品质和真实感。
4、总结
上面咱们来用 GLTF 编辑器 来展现下法线贴图的渲染成果。
没有设置法线贴图的小卡车这是一个没有法线贴图的小卡车 3D 模型，筹备好的材质贴图如下图：
应用 GLTF 编辑器 为模型设置法线贴图，看看成果：
车身变成了炫酷的迷彩色。好了，本期文章完结，下期持续！
原文链接：法线贴图的眼帘原理
