法線(xiàn)貼圖怎么做？

法線(xiàn)貼圖（normal mapping）是一種計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)，用于在低多邊形模型上模擬高多邊形模型的細(xì)節(jié)效果。它通過(guò)在紋理坐標(biāo)上存儲(chǔ)和應(yīng)用法線(xiàn)向量的信息來(lái)實(shí)現(xiàn)。

法線(xiàn)貼圖的原理基于光照模型。在渲染過(guò)程中，光照效果是根據(jù)每個(gè)頂點(diǎn)的法線(xiàn)向量來(lái)計(jì)算的。然而，對(duì)于低多邊形模型，頂點(diǎn)法線(xiàn)無(wú)法提供足夠的細(xì)節(jié)來(lái)模擬真實(shí)世界中的細(xì)節(jié)效果。這時(shí)候，法線(xiàn)貼圖就可以發(fā)揮作用了。

法線(xiàn)貼圖包含了一個(gè)特殊的紋理圖像，其中的RGB通道分別存儲(chǔ)了每個(gè)紋理坐標(biāo)處的法線(xiàn)向量的X、Y、Z分量。這些法線(xiàn)向量通常是在模型空間下進(jìn)行定義的。法線(xiàn)貼圖中的法線(xiàn)向量與模型表面的法線(xiàn)方向相對(duì)應(yīng)，用于模擬出真實(shí)模型上的細(xì)節(jié)效果。

在渲染過(guò)程中，首先將法線(xiàn)貼圖中的法線(xiàn)向量從模型空間轉(zhuǎn)換到切線(xiàn)空間。然后，根據(jù)模型的切線(xiàn)、副切線(xiàn)和法線(xiàn)向量，將紋理坐標(biāo)上的法線(xiàn)向量重新計(jì)算為與表面相對(duì)應(yīng)的法線(xiàn)向量。最后，根據(jù)光照模型和計(jì)算得到的法線(xiàn)向量，計(jì)算每個(gè)像素的光照效果。

通過(guò)應(yīng)用法線(xiàn)貼圖，渲染過(guò)程中的法線(xiàn)向量會(huì)根據(jù)紋理坐標(biāo)上的法線(xiàn)信息進(jìn)行調(diào)整，從而模擬出高多邊形模型的細(xì)節(jié)效果。這使得低多邊形模型在視覺(jué)上具有了更多的細(xì)節(jié)和真實(shí)感，而無(wú)需增加額外的頂點(diǎn)和面片。

法線(xiàn)貼圖通過(guò)增加表面細(xì)節(jié)、改善光照效果、增強(qiáng)視覺(jué)質(zhì)感和優(yōu)化渲染性能等方面，可以使模型在視覺(jué)上更加真實(shí)、生動(dòng)和吸引人。法線(xiàn)貼圖可以增強(qiáng)模型的以下幾個(gè)方面的效果：

表面細(xì)節(jié)：法線(xiàn)貼圖可以在模型表面添加細(xì)小的凹凸紋理，使表面看起來(lái)更加豐富和真實(shí)。通過(guò)模擬微小的凹凸變化，可以增加模型的細(xì)節(jié)層次感，使其看起來(lái)更加逼真。

光照效果：法線(xiàn)貼圖可以改變法線(xiàn)向量，從而影響光照計(jì)算。通過(guò)在紋理坐標(biāo)上應(yīng)用法線(xiàn)信息，可以模擬出光線(xiàn)在表面微小凹凸處的反射和折射效果。這樣，模型在不同的光照條件下會(huì)呈現(xiàn)出更加真實(shí)的光照效果，增強(qiáng)了觀(guān)察者的視覺(jué)感受。

視覺(jué)質(zhì)感：法線(xiàn)貼圖可以為模型表面添加紋理效果，使其看起來(lái)更加有質(zhì)感。通過(guò)模擬表面的凹凸變化，可以讓觀(guān)察者感受到模型表面的粗糙、光滑或其他特定的質(zhì)感，增強(qiáng)了模型的觀(guān)賞價(jià)值。

渲染性能優(yōu)化：相比于增加模型的幾何細(xì)分或使用更高多邊形的模型，法線(xiàn)貼圖是一種更輕量級(jí)的方法來(lái)增強(qiáng)模型的細(xì)節(jié)效果。它不會(huì)改變模型的幾何形狀，因此在渲染過(guò)程中不需要額外的計(jì)算資源，可以提高渲染性能。

調(diào)整模型法線(xiàn)貼圖首先要選擇合適的建模軟件：建模軟件必須支持材質(zhì)編輯和渲染的 3D 建模軟件。一些常用的軟件包括Blender、Maya、3ds Max等。但是這些建模軟件都是專(zhuān)業(yè)的建模軟件，軟件體積大、環(huán)境依賴(lài)多、安裝復(fù)雜、使用起來(lái)門(mén)檻高，不是最佳首選。

GLTF材質(zhì)紋理工具(訪(fǎng)問(wèn)地址：https://gltf.nsdt.cloud/) 作為一款在線(xiàn)材質(zhì)紋理編輯工具，編輯器基于Three.js 開(kāi)發(fā)，可以在任意支持webGL的瀏覽器運(yùn)行，不需要額外的的插件或者下載。

以下是如何使用 GLTF材質(zhì)紋理工具 修改模型法線(xiàn)貼圖的實(shí)例，先導(dǎo)入模型，原始原型效果如下：

這時(shí)候草叢和母獅都是白模，先設(shè)置草叢的紋理貼圖：

使用法線(xiàn)貼圖可以大大提高渲染效果，使低多邊形數(shù)的模型看起來(lái)具有高多邊形數(shù)模型的細(xì)節(jié)和真實(shí)感。在游戲開(kāi)發(fā)、電影制作和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域，法線(xiàn)貼圖被廣泛應(yīng)用于增強(qiáng)場(chǎng)景和物體的視覺(jué)效果，設(shè)置母獅的紋理貼圖和法線(xiàn)貼圖，效果如下：

GLTF 編輯器(訪(fǎng)問(wèn)地址：https://gltf.nsdt.cloud/) 是一個(gè)功能強(qiáng)大、易于使用的在線(xiàn)3D模型編輯和查看工具，它支持多種格式的3D模型導(dǎo)入并將模型導(dǎo)出為GLB格式，除了可以對(duì)3D模型進(jìn)行基本屬性的修改之外，還支持對(duì)模型原點(diǎn)重置以及模型材質(zhì)紋理修改。對(duì)于3D開(kāi)發(fā)者和設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，GLTF 編輯器 是一個(gè)非常有用的工具，可以幫助他們更方便地處理3D模型。

原文鏈接：如何設(shè)置3D模型法線(xiàn)貼圖？ (mvrlink.com)