法线贴图

在三维计算机图形学中，法线贴图（英語：Normal mapping）是一种模拟凹凸处光照效果的技术，是凸凹贴图的一种实现。法线贴图可以在不添加多边形的前提下，为模型添加细节。常见的使用场景是为低多边形模型改善外观、添加细节，此时的法线贴图一般根据高多边形模型或生成。 法线贴图通常以普通RGB图像的形式存储，其中的R、G、B分量分别对应法线的X、Y、Z坐标。 法线贴图有时也称为“Dot3（仿立體）凸凹纹理贴图”。凸凹与纹理贴图通常是在现有的模型法线添加扰动不同，法线贴图要完全更新法线。与凸凹贴图类似的是，它也是用来在不增加多边形的情况下在中添加细节。但是凸凹贴图通常根据一个单独的灰度图像通道进行计算，而法线贴图的数据源图像通常是从更加细致版本的物体得到的多通道图像，即红、绿、蓝通道都是作为一个单独的颜色对待。 法线贴图通常有两个变体，即物体空间与tangent-space法线贴图，它们的不同之处在于法线测量与储存所用坐标系统。 这项技术的一个有趣的应用是使用高分辨率模型的法线贴图表大幅度地提高低面模型的显示效果。尽管这种利用该分辨率模型细节创建位移贴图取代非均匀有理B样条的方法早在1996年由Krishnamurthy与Levoy在Proc. SIGGRAPH 1996的文章“在密集多边形网格上使用光滑曲面”中已经提出，但是直到后来才开始用到更加普通的三角形网格。1998年另外两篇论文提出了从高分辨率向低分辨率多边形网格转换细节作为法线贴图的论文：Cohen et al.在SIGGRAPH 1998的“保留外观的简化”以及Cignoni et al. IEEE Visualization '98在“在简化的网格上恢复属性值的通用方法”。第一篇论文提出了一个特殊的约束简化算法，在化简过程中跟踪如何将丢失的细节映射到简化的网格。第二篇论文提出了分离高低精度多边形网格的简单方法，以及不受低精度模型构建方法影响的丢失细节恢复方法。后一种方法及其变体目前仍然是目前大多数可用工具使用的方法之一。