法線科普三：法線類型的總結(法線和切線的關系)

Hello，大家好，今天給大家帶來第三篇有關于法線的解讀，我是麥狗。這是關于法線貼圖的系列第三部分，主要關于烘焙法線貼圖的類型總結。

前面兩篇文章的鏈接

法線科普一：什么是法線貼圖？

法線科普二：烘焙法線貼圖

就像這個行業中的許多東西一樣，法線貼圖多年來也一直在發展，有幾種類型的法線貼圖，它們看起來有所不同。

1、切線空間法線貼圖

這是當今最常見的法線貼圖，也是我們在本系列中討論的法線貼圖。它根據模型頂點的法線方向修改模型的法線方向（因此我們必須控制lowpoly的頂點法線）。

請記住，切線法線貼圖是使用頂點指示的方向進行計算的。這意味著視覺上；如果在烘焙時旋轉UV島，法線貼圖可能看起來是反轉的；然而，它應該是完美的。

此外，如果預覽法線貼圖，有時它可能看起來是反轉的，或者有接縫。這很好：記住法線貼圖的計算考慮了頂點指向的位置；而且它可能并不總是與UV島的方向相匹配。

通常，旋轉UV島時，我們的首要任務是使用盡可能多的UV空間，同時避免拉伸。

2、Mitkk切線空間法線貼圖

并非每個程序都以相同的方式來計算頂點法線的平均值。這可能會導致法線貼圖在不同引擎中的外觀不同，因此我們應該使用渲染程序將使用的相同方法烘焙法線貼圖（這稱為“使用同步工作流”）。

Mikk是一種計算頂點法線的建議方法，旨在實現通用性，以便每個程序都以相同的方式計算頂點法線。就工作流而言，這意味著我們可以使用所有頂點法線平均的低模（一個平滑組，或所有邊平滑），使用Mikk切線空間烘焙法線貼圖，它看起來就像高模，而不必處理平滑錯誤或分離UV中的硬邊。

請記住，這仍然是一個切線空間法線貼圖，但模型的法線是以一種通用且可在程序之間互換的方式計算的。

3、2通道切線空間法線貼圖

結果表明，使用存儲在法線貼圖三個通道中的兩個通道上的信息，計算機可以計算出第三個通道，從而減少內存使用量，但略微增加處理使用量。由于內存通常是一個更大的問題，這種優化通常被使用，并且一些引擎會自動進行（即，當我們將紋理法線壓縮設置為“法線貼圖”時，會出現虛幻引擎）。釋放法線貼圖上的通道允許我們減小紋理大小，或使用該通道進行金屬度/粗糙度/不透明度等的放置。

通常，丟棄的法線貼圖通道是藍色的，因此這些紋理看起來是黃色的。這種優化有時由一些引擎自動完成，因此您可能會在項目中不時看到這些紋理。

4、世界空間法線貼圖

該法線貼圖沒有修改頂點法線的法線方向，而是完全忽略它們，并更改lowpoly在世界空間中反射燈光的方式（烘焙時將頂點的法線視為與世界對齊）。

將相切空間法線貼圖視為“應將燈光反射到右側”，將世界空間法線貼圖視為“應將燈光反彈到東部”。

這些法線貼圖更豐富多彩，具有更顯著的梯度；使用它們是因為您不必擔心低模的頂點法線，但它們有一個缺點，即您無法移動模型，因為它看起來很奇怪（我們正在設置一個面，使其始終向東反射光。如果旋轉它，該面將保持向東反射光）。

如今，世界空間法線貼圖很少在游戲中使用，但它們可以用來創建一些漂亮的紋理，例如：藍色通道顯示模型應該如何反射來自模型頂部的燈光，因此可以使用它向紋理添加繪制的燈光。

請記住，世界坐標在應用程序之間會發生變化：在Unreal、3D Studio Max、Blender中，Z軸向上，而在Maya、Modo和Cinema4D中，Y軸向上。這意味著在不同應用程序之間更改時，世界空間法線貼圖可能會中斷。

5、對象空間法線貼圖

這是世界空間法線貼圖的升級版本，非常相似。其想法是，在世界中移動模型時，其世界空間法線貼圖將更改為相對于對象重新定向自身。

可以這樣想：“這面會將光線反射到模型的右側”。如果在世界中旋轉模型，法線貼圖將更改以反映此更改。但是，這不適用于變形網格，因為它只考慮對象變換。這就是切線空間法線貼圖今天被更廣泛使用的原因。

6、彎曲法線貼圖

它們基本上結合了AO和法線貼圖的信息，彎曲法線方向，使燈光趨向于向模型中暴露于燈光的部分反彈。

這些基本上用于改善周圍環境，避免所謂的“光泄漏”效應，即模型可能會從光線不應到達的部分反射光線。我從未親自使用過它們，但如果我有明顯的“漏光”，我會對它們進行調查。你可以在這里、這里和這里找到更多信息。

7、16位法線貼圖

有時，如果我們在法線貼圖中有一個非常平滑的漸變，我們可以看到一些帶狀。這種條帶是由于缺少足夠的顏色來表示平滑的漸變，通常來自紋理壓縮。

即使如此，有時我們也會有一個大而光滑的表面，即使使用未壓縮的紋理，這些問題也會出現。在這種情況下，我們可以使用16位法線貼圖，通常為。tga文件，與通常的8位法線貼圖相比，它具有更多的顏色和更大的大小。

請記住，還有其他技術可以用來緩解此問題，例如完全刪除法線貼圖（僅使用幾何體來表示此平滑曲面），使低模與高模更相似，以便漸變不太明顯，或者使用抖動。

8、那么，我們應該使用哪一種呢？

Mikk切線空間法線貼圖在90%的時間是出色的/卓越的/優異的/杰出的選項。與世界和對象空間法線貼圖不同，模型將能夠變形，法線方向將保持正確。

應使用與渲染程序相同的切線空間烘焙法線貼圖。使用最多的切線空間是Mikk，因此應盡可能使用它。

而且，如果法線貼圖顯示一些像素化，請考慮使用16位法線貼圖或上述解決方案之一。

這些基本上都是我能總結的所有法線貼圖。如果您知道其他類型的法線貼圖，請告訴我，以便我可以將它們包含在此系列中。

謝謝你抽出時間來觀看，我希望這可以對你有幫助。