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达内广州unity3d培训解析:法线贴图基础(下)

  • 时间:2016-09-13 15:44
  • 发布:广州Unity3D培训
  • 来源:码农网

在我们学习了法线贴图的原理之后,接下来达内广州unity3d培训要讲的是法线贴图的使用:

法线贴图的使用

法线贴图的制作过程如图4所示,通过对比高模和低模的差异,生成法线贴图,在运行时使用法线贴图+低模即可表现出接近高模的效果,但是大大降低了显卡的负担。计算法线贴图的算法在3ds Max中已实现,美术人员只需针对同一个模型制作一个高模和一个低模,烘焙出一张法线贴图,在游戏中使用低模+法线贴图即可。

在渲染模型表面的时候,需保证光照方向和法线是处在同一坐标空间。光照方向在世界空间中,而法线在切线空间,将他们变换到同一坐标空间无非两种方法:

1、将光照方向变换到切线空间;

2、将法线变换到世界空间。

在大部分情况下,使用第一种方案会比较好,因为只需针对每个顶点进行变换,然后在三角形中对变换后的光照方向进行插值;而使用第二种方案,则需要对每个像素进行变换。显然,在光源较少的情况下,使用第一种方案可以减少计算量。当然,在光源数量较多的情况下,到底使用那种方案,需要值得考虑,因为使用第二种方案只需要变换一次法线,而第一种方案需要有多个光照方向需要变换。

值得注意的是,第一种方案中的插值对于点光源来说存在一个近似,光照方向在一个三角形上变化的很慢,所以可以进行插值,不过对于方向光则没有这个问题。

法线贴图的压缩和mipmap

归一化的法线长度为1,且在切线空间下,法线的z分量不可能为负数,所以只需要存储x和y值即可。当然,仅仅是这种简单的压缩是不够的,但是传统的纹理压缩方法如DXTC等,不能直接对法线贴图使用,需要进行一定的变化。

使用传统mipmap方法生成的法线贴图对于漫反射表面基本没问题,但是在镜面表面会导致严重的视觉问题。对于漫反射表面来说,光照的计算公式为l·n,l为光线方向的相反方向,n为法线,l·n1 + l·n2 + l·n3 + l·n4 = l·(n1 + n2 + n3 + n4) / 4,而mipmap则是事先计算(n1 + n2 + n3 + 4) / 4,所以对于漫反射表面,对法线贴图使用传统方式的mipmap基本没问题。为什么是基本没问题而不是完全没问题呢?因为这里存在一个近似,若l·n < 0,则光照值为0(光照不能为负),若将这个因素考虑进去,漫反射表面也会有问题。达内广州unity3d培训认为,在实际当中这种情况表现不明显,所以可以认为基本没问题。

对于镜面表面来说,当视线偏离反射光线方向的时候,光照强度会急剧下降,反映在公式中是因为其含有cosm(h·n)项(具体公式可以Google),而漫反射光照是线性变化,所以对于镜面表面,不能使用传统方法生成法线贴图的mipmap,需要用特殊的技术手段进行处理。

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