法线贴图简介（凹凸贴图）

法线贴图是凹凸贴图的一种类型。它们是一种特殊的纹理，允许您向模型添加表面细节，例如凹凸、凹槽和划痕，这些细节可以捕捉光线，就好像它们由真实几何体表示一样。

Unity 使用 Y+法线贴图（normal maps）一种凹凸贴图纹理，允许您向模型添加表面细节，例如凹凸、凹槽和划痕，这些细节可以捕捉光线，就好像它们由真实几何体表示一样。
请参阅术语表，有时称为 OpenGL 格式。

例如，您可能想要显示一个表面上有凹槽和螺钉或铆钉的表面，例如飞机外壳。一种方法是将这些细节建模为几何体，如下所示。

根据具体情况，将这些微小的细节建模为“真实”几何体通常不是一个好主意。在右侧，您可以看到构成单个螺丝头细节所需的多边形。在具有大量精细表面细节的大型模型上，这将需要绘制非常多的多边形。为避免这种情况，我们应该使用法线贴图来表示精细的表面细节，并使用较低分辨率的多边形表面来表示模型的较大形状。

如果我们改用凹凸贴图来表示这个细节，表面几何体会变得简单得多，并且细节被表示为一个纹理，它调制了光线如何从表面反射。这是现代图形硬件可以非常快地完成的事情。您的金属表面现在可以是一个低多边形平面，螺钉、铆钉、凹槽和划痕将捕捉光线，并且由于纹理而显得具有深度。

螺钉、凹槽和划痕在法线贴图中定义，这改变了光线从这个低多边形平面表面反射的方式，给人一种 3D 细节的印象。除了铆钉和螺钉之外，纹理还允许我们包含更多细节，例如细微的凸起和划痕。

在现代游戏开发艺术管道中，美术师将使用他们的 3D 建模应用程序根据非常高分辨率的源模型生成法线贴图。然后将法线贴图映射到模型的低分辨率游戏就绪版本上，以便使用法线贴图渲染原始高分辨率细节。

法线贴图的工作原理

法线贴图通过使用纹理来存储有关如何在模型中修改表面法线的信息，从而进一步修改了表面法线。法线贴图是映射到模型表面的图像纹理，类似于常规颜色纹理，但每个纹理像素计算机图像中的最小单位。像素大小取决于您的屏幕分辨率。像素光照是在每个屏幕像素下计算的。更多信息
请参阅术语表在法线贴图的纹理中（称为纹素）表示表面法线方向与平面（或平滑插值）多边形的“真实”表面法线的偏差。

在此图中，这又是 3D 模型表面上三个多边形的 2D 表示，每个橙色箭头对应于法线贴图纹理中的一个像素。下面是法线贴图纹理的单像素切片。在中心，您可以看到法线已被修改，在多边形表面上呈现出几个凸起。这些凸起仅由于光照在表面上的显示方式而显现，因为这些修改后的法线用于光照计算。

原始法线贴图文件中可见的颜色通常具有蓝色色调，并且不包含任何实际的浅色或深色阴影 - 这是因为颜色本身并不打算按原样显示。相反，每个纹素的 RGB 值表示方向向量的 X、Y 和 Z 值，并作为对多边形表面的基本插值平滑法线的修改应用。

这是一个简单的法线贴图，包含一些凸起的矩形和文本的凹凸信息。此法线贴图可以导入 Unity 并放置在标准的法线贴图插槽中着色器在 GPU 上运行的程序。更多信息
请参阅术语表.当与颜色贴图（反照率贴图）组合在材质中并应用于圆柱体表面时meshUnity 的主要图形原语。网格体构成了 3D 世界的很大一部分。Unity 支持三角或四边形多边形网格。Nurbs、Nurms、Subdiv 曲面必须转换为多边形。更多信息
请参阅术语表上面，结果如下所示：

同样，这不会影响网格体的实际多边形性质，只会影响表面上如何计算光照。表面上这种明显凸起的字母和形状并不真正存在，以扫视角度观察面将揭示平面的真实性质，但是从大多数视角来看，圆柱体现在似乎有浮雕细节从表面凸起。

凹凸贴图、法线贴图和高度贴图之间的区别

法线贴图和高度贴图都是凹凸贴图的类型。它们都包含用于表示更简单的多边形网格表面上的明显细节的数据，但它们都以不同的方式存储这些数据。

在上方的左侧，您可以看到用于对石墙进行凹凸映射的高度图。高度图是一种简单的黑白纹理，其中每个像素表示表面上的点应该看起来应该凸起的量。像素颜色越白，区域看起来凸起得越高。

法线贴图是一种 RGB 纹理，其中每个像素表示表面相对于其未修改的表面法线的方向差异。这些纹理往往具有蓝紫色调，因为矢量在 RGB 值中的存储方式。

现代实时3D图形硬件依赖于法线贴图，因为它们包含修改光线在表面反射时的外观所需的矢量。Unity 还可以接受用于凹凸贴图的高度贴图，但必须在导入时将其转换为法线贴图才能使用它们。

法线贴图中的颜色

理解这一点对于使用法线贴图并不重要！跳过这一段是可以的。但是，如果您真的想知道：RGB 颜色值用于存储矢量的 X、Y、Z 方向，其中 Z 为“向上”（与 Unity 通常使用 Y 作为“向上”的惯例相反）。此外，纹理中的值被视为减半，并增加了 0.5。这允许存储所有方向的向量。因此，要将 RGB 颜色转换为矢量方向，您必须乘以 2，然后减去 1。例如，RGB 值为（0.5， 0.5， 1）或十六进制中的 #8080FF 会导致向量（0,0,1）在法线映射中为“向上”，并且表示模型表面没有变化。这是您在本页前面的“示例”法线贴图的平面区域中看到的颜色。