这是规范-3：法线贴图类型

第1部分：什么是法线贴图以及它们如何工作

第2部分：法线贴图是如何烘焙的

与我们行业中的许多其他事物一样，法线贴图已经发展了多年，如今，有些类型看上去可能有所不同。在文章中，我将列出我记得的那些，但也许还有其他。

切线法线贴图（Tangent space normal map）：今天最常见的类型，法线贴图；这就是我们在前几篇文章中谈到的。它根据其顶点法线的方向修改模型法线的方向（也就是说，我们需要控制lowpoly模型的顶点法线）。

切线空间Mikk的法线贴图（Mikk切线空间法线贴图）。并非所有3D编辑器都计算顶点法线的平均值相同。这导致以下事实：在不同的引擎中法线贴图的外观是不同的，因此我们需要使用渲染程序使用的相同方法来烘焙法线贴图（这称为“使用同步工作流（同步工作流）”）

Mikk提出了一种计算顶点法线的方法，该方法应该是通用的，以便所有程序都以相同的方式计算它们。从工作流的角度来看，这意味着您可以将低多边形模型及其所有平均法线一起使用（使用一个平滑组或使用所有面进行平滑处理），在Mikk的切线空间中烘焙法线贴图，它将看起来完全一样就像高多边形模型一样，不需要消除平滑误差或在UV中分离硬边缘。将来，我将撰写有关如何执行此操作的教程。

请记住，这仍然是切线空间的法线贴图，但是模型的法线是以通用方式计算的，模型可以在不同的程序中使用。

两通道切线空间法线贴图：事实证明，使用存储在法线贴图的三个通道中的两个通道中的信息，计算机可以计算第三个通道，从而减少了内存占用，但增加了计算量。由于内存通常更短缺，因此经常使用这种优化，并且某些引擎会自动执行该优化（例如，当我们设置“法线贴图”参数以压缩纹理法线时，使用虚幻引擎）。释放法线贴图的一个通道后，我们可以减小纹理的大小或将此通道用于金属度/粗糙度/不透明度...

通常，法线贴图的蓝色通道被消除，因此此类纹理看起来是黄色的。由于某些引擎有时会自动执行此优化，因此您可以在项目中注意到这种纹理。

世界空间法线贴图（世界空间法线贴图）：此卡为法线，而不是修改顶点法线的方向，而是完全忽略它们并更改世界空间（世界空间）中光反射lowpoly模型的方式（烘焙时会认为顶点法线）平行于世界的轴线）。

可以说，切线空间的法线贴图告诉模型“您必须向右反射光”，模型的世界空间的法线贴图告诉模型“必须将光向东方反射”。

这样的法线贴图更彩色，梯度更明显。之所以使用它们，是因为在这种情况下，您无需考虑低多边形顶点的法线，但是它们有一个缺点-您无法移动模型，因为它看起来很奇怪（我们将面设置为始终向东反射光。如果旋转它，那么边缘将继续向东反射光。）

如今，世界空间的法线在游戏中很少使用，但仍可用于创建美丽的纹理，例如，蓝色通道显示模型应如何反射掉落在模型顶部的光，因此可以使用它为纹理添加色彩照明。

还需要记住的是，不同应用程序中的世界坐标的实现方式有所不同：在Unreal，3D Studio Max，Blender中，Z轴指向上方，在Maya，Modo和Cinema4D中，Y轴指向上方。这意味着在应用程序之间传递世界法线时空间可能会恶化。

对象空间法线贴图（对象空间法线贴图）：这是以前类型的贴图的改进版本，与它非常相似。这个想法是，当您在世界上移动模型时，应该相对于对象重新定向世界空间的法线贴图。

可以将其描述为“此面应将光线反射到模型的右侧”。如果在世界上旋转模型，则法线贴图应根据这些更改而更改。但是，这不适用于可变形网格，因为在此类贴图中仅考虑对象的运动。因此，切线空间的法线贴图在当今最为普遍。

倾斜法线贴图（弯曲的法线贴图）：本质上，它们将AO信息和法线贴图结合在一起，使法线的方向倾斜，从而使光线倾向于反射到光线击中的模型的那些部分。

此类卡用于增强环境光的遮盖力，并避免所谓的“漏光”效应，在该效应中，模型可以将光反射到无法到达的部分。就我个人而言，我从未使用过它们，但是如果遇到明显的“漏光”，我将探索它们的功能。在此处，此处和此处可以找到更多信息。

16位法线贴图（16位法线贴图）：有时，当法线贴图上有非常平滑的渐变时，我们可以注意到条纹的外观。这些条纹是由于缺少表示平滑渐变的颜色所致，通常是由纹理压缩引起的。

但是在大而光滑的表面的情况下，即使具有未压缩的纹理，也会出现这样的问题。在这种情况下，通常可以在.tga文件中使用16位法线贴图，该图具有更多颜色，并且比常规8位法线贴图更大。

您可以在《上帝吧- 地震》教程中了解有关16位法线贴图的更多信息。

还应注意，还存在其他减少此问题后果的技术，例如，完全消除法线贴图（仅使用几何图形表示此平滑表面），变换低多边形以使其看起来更像高多边形，从而使梯度不太明显，或使用抖动。

那么我们应该使用哪种类型呢？

在90％的情况下，最佳解决方案是切线空间Mikk的法线贴图。与使用世界或物体空间的法线贴图的选项不同，模型将能够变形，并且法线的方向将保持正确。

您应该在与渲染程序相同的切线空间中烘焙法线贴图。最常见的切线空间是Mikk，因此请尽可能使用它。

如果法线贴图上出现像素化，请考虑使用16个法线贴图或上述解决方案之一。

实际上，这些都是我记得的所有类型的法线贴图。如果您知道其他任何类型，请让我知道它们，并将它们添加到本教程中！

感谢您的阅读，希望本文对您有所帮助。感谢Shnya的评论和帮助。

Source: https://habr.com/ru/post/undefined/