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法线科普三:法线类型的总结

发布时间:2022-06-14 09:32:53

Hello,大家好,今天给大家带来第三篇有关于法线的解读,我是麦狗。这是关于法线贴图的系列第三部分,主要关于烘焙法线贴图的类型总结。

前面两篇文章的链接

  法线科普一:什么是法线贴图?

  法线科普二:烘焙法线贴图

就像这个行业中的许多东西一样,法线贴图多年来也一直在发展,有几种类型的法线贴图,它们看起来有所不同。

1、切线空间法线贴图

这是当今最常见的法线贴图,也是我们在本系列中讨论的法线贴图。它根据模型顶点的法线方向修改模型的法线方向(因此我们必须控制lowpoly的顶点法线)。

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请记住,切线法线贴图是使用顶点指示的方向进行计算的。这意味着视觉上;如果在烘焙时旋转UV岛,法线贴图可能看起来是反转的;然而,它应该是完美的。

此外,如果预览法线贴图,有时它可能看起来是反转的,或者有接缝。这很好:记住法线贴图的计算考虑了顶点指向的位置;而且它可能并不总是与UV岛的方向相匹配。

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通常,旋转UV岛时,我们的首要任务是使用尽可能多的UV空间,同时避免拉伸。

2、Mitkk切线空间法线贴图

并非每个程序都以相同的方式来计算顶点法线的平均值。这可能会导致法线贴图在不同引擎中的外观不同,因此我们应该使用渲染程序将使用的相同方法烘焙法线贴图(这称为“使用同步工作流”)。

Mikk是一种计算顶点法线的建议方法,旨在实现通用性,以便每个程序都以相同的方式计算顶点法线。就工作流而言,这意味着我们可以使用所有顶点法线平均的低模(一个平滑组,或所有边平滑),使用Mikk切线空间烘焙法线贴图,它看起来就像高模,而不必处理平滑错误或分离UV中的硬边。

请记住,这仍然是一个切线空间法线贴图,但模型的法线是以一种通用且可在程序之间互换的方式计算的。

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3、2通道切线空间法线贴图

结果表明,使用存储在法线贴图三个通道中的两个通道上的信息,计算机可以计算出第三个通道,从而减少内存使用量,但略微增加处理使用量。由于内存通常是一个更大的问题,这种优化通常被使用,并且一些引擎会自动进行(即,当我们将纹理法线压缩设置为“法线贴图”时,会出现虚幻引擎)。释放法线贴图上的通道允许我们减小纹理大小,或使用该通道进行金属度/粗糙度/不透明度等的放置。

通常,丢弃的法线贴图通道是蓝色的,因此这些纹理看起来是黄色的。这种优化有时由一些引擎自动完成,因此您可能会在项目中不时看到这些纹理。

4.jpg

4、世界空间法线贴图

该法线贴图没有修改顶点法线的法线方向,而是完全忽略它们,并更改lowpoly在世界空间中反射灯光的方式(烘焙时将顶点的法线视为与世界对齐)。

将相切空间法线贴图视为“应将灯光反射到右侧”,将世界空间法线贴图视为“应将灯光反弹到东部”。

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这些法线贴图更丰富多彩,具有更显著的梯度;使用它们是因为您不必担心低模的顶点法线,但它们有一个缺点,即您无法移动模型,因为它看起来很奇怪(我们正在设置一个面,使其始终向东反射光。如果旋转它,该面将保持向东反射光)。

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如今,世界空间法线贴图很少在游戏中使用,但它们可以用来创建一些漂亮的纹理,例如:蓝色通道显示模型应该如何反射来自模型顶部的灯光,因此可以使用它向纹理添加绘制的灯光。

请记住,世界坐标在应用程序之间会发生变化:在Unreal、3D Studio Max、Blender中,Z轴向上,而在Maya、Modo和Cinema4D中,Y轴向上。这意味着在不同应用程序之间更改时,世界空间法线贴图可能会中断。

5、对象空间法线贴图

这是世界空间法线贴图的升级版本,非常相似。其想法是,在世界中移动模型时,其世界空间法线贴图将更改为相对于对象重新定向自身。

可以这样想:“这面会将光线反射到模型的右侧”。如果在世界中旋转模型,法线贴图将更改以反映此更改。但是,这不适用于变形网格,因为它只考虑对象变换。这就是切线空间法线贴图今天被更广泛使用的原因。

6、弯曲法线贴图

它们基本上结合了AO和法线贴图的信息,弯曲法线方向,使灯光趋向于向模型中暴露于灯光的部分反弹。

这些基本上用于改善周围环境,避免所谓的“光泄漏”效应,即模型可能会从光线不应到达的部分反射光线。我从未亲自使用过它们,但如果我有明显的“漏光”,我会对它们进行调查。你可以在这里、这里和这里找到更多信息。

7、16位法线贴图

有时,如果我们在法线贴图中有一个非常平滑的渐变,我们可以看到一些带状。这种条带是由于缺少足够的颜色来表示平滑的渐变,通常来自纹理压缩。

即使如此,有时我们也会有一个大而光滑的表面,即使使用未压缩的纹理,这些问题也会出现。在这种情况下,我们可以使用16位法线贴图,通常为。tga文件,与通常的8位法线贴图相比,它具有更多的颜色和更大的大小。

请记住,还有其他技术可以用来缓解此问题,例如完全删除法线贴图(仅使用几何体来表示此平滑曲面),使低模与高模更相似,以便渐变不太明显,或者使用抖动。

8、那么,我们应该使用哪一种呢?

Mikk切线空间法线贴图在90%的时间是最佳选项。与世界和对象空间法线贴图不同,模型将能够变形,法线方向将保持正确。

应使用与渲染程序相同的切线空间烘焙法线贴图。使用最多的切线空间是Mikk,因此应尽可能使用它。

而且,如果法线贴图显示一些像素化,请考虑使用16位法线贴图或上述解决方案之一。

这些基本上都是我能总结的所有法线贴图。如果您知道其他类型的法线贴图,请告诉我,以便我可以将它们包含在此系列中。

谢谢你抽出时间来观看,我希望这可以对你有帮助。

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