说到法线贴图,我们知道,这货可以用显卡将一个简单的近似模型(低模)渲染出表面很细腻的复杂模型(高模)的效果。那么,它到底是什么原理呢?
首先,学法线贴图前,最好先理解光照模型,不过不理解也没关系。
我们先看一个简单的漫反射模型——兰伯特定律
简化一下,好写些,呵呵。
cdiffuse = (c ∙ m) * max(0, n ∙ I)
模型上某个具体的点,在屏幕上会对应一个像素。上面这个公式用于计算这个点对应的像素是什么颜色。
cdiffuse | 漫反射颜色 | 计算结果 |
c |
平行光的颜色 | 这个其实很复杂,先简化成平行光的颜色 |
m |
模型材质的颜色 | 可设定的值 |
n | 此点的法线 | |
I | 光照方向 | 具体点的世界坐标 - 光源的世界坐标 |
别去管这个公式是怎么算的,我们关心 c m n I 四个参数。其中 c m I 是固定值,只有 n 是变化的。
重要的事情说三遍:
不管你是高模还是低模,结果都只与 n 有关。
不管你是高模还是低模,结果都只与 n 有关。
不管你是高模还是低模,结果都只与 n 有关。
那么,我们用一个低模近似的表达高模的样子,然后计算低模上每一个点映射到高模上的点的法线 n,并记录在一张位图中——这就是法线贴图了。
渲染步骤中,在上述光照模型计算时,将 n 由低模表面的法线替换为法线贴图中的法线,这样就可以得到近似的高模的效果了。
就酱