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关于MAYA中置换，凹凸，法线凹凸贴图的原理讲解 来源：  HYPERLINK javascript:showReg(0); 薛召元Mr.Y的日志 先自我介绍……你要是说这是自我炒作我也认了。首先说明，FXCarl是一个对3D美术一窍不同的家伙。虽然很想往技术美工方向发展了。因为是学程序出身，眼下能做的也就是写写Shaders。等到手上的项目做完，会公开始用的实时光照模型……不过那是后话了。现在只是想配合一下这两天大家讨论的热火朝天的NormalMap，在这里和占大多数的美术人员从另外一个角度来谈谈“凹凸贴图技术”首先我想说，对于凹凸贴图在计算机图形领域中的研究，最早开始于70年代末，至今已经有接近30年历史了。NormalMap只是一种目前很流行的凹凸贴图技术，而这里将会介绍一些目前游戏和在XBOX360和PlayStation3这种新世代主机上将会运用的凹凸贴图技术。BumpMapping做过CG的朋友一定比FXCarl还要更早的认识BumpMap。这种贴图是一种灰度图，用表面上灰度的变化来描述目标表面的凹凸，因此这种贴图是黑白的，如果节省空间的画，甚至可以把贴图的Alpha通道征用来用作Bump。值得注意的是，这种贴图表面上存储的东西是高度域－－即每个点和原始表面的高度差，记住，每个点的颜色不是色彩，是高度，一个数值！因此，对这个贴图做任何的操作都会影响到这个物体3D的外观质感。不能凭感觉用事。在游戏中，所使用的算法确切的说应该叫做fake bump mapping ，假凹凸贴图。因为在游戏中BumpMap并没有改变物体的表面而只是影响光照的结果，欺骗眼睛而已。最简单的做法是，直接把BumpMap叠加在已经渲染好的表面上，造成亮度上的扰动，从而让人以为是凹凸的－－这个很容易理解，把一面白色的墙面有技巧的部分划成灰色就会变成蚀痕，这些诸位会比小的更擅长。而计算复杂度是基本加减法。这个所谓的 FakeBumpMapping 从Geforce2就开始硬件支持，但是从来没有大范围的应用过。不过有趣的是，BumpMap这个东西却从未过时，在后来的渲染算法中，其储存表面高度域的特性仍然发挥着巨大的作用。我们后文再提 NormalMappingNormalMapping在游戏领域中的实践是一个非常值得记住的时期－－Geforce3上市，GPU概念出现，硬件可编程流水线的出现（Shaders），NormalMapping是一种凹凸贴图技术，它的另外一个名字叫做Dot3 bump mapping。用于实现它的控制纹理是一张叫做NormalMap的纹理，也是目前大家在讨论如何之作的那种。我们先说说这张叫做NormalMap的图。这张图中存储的东西是每个原始表面法线的迭代，说起来有点复杂，但是不难理解。举例说我们的说面，一般在游戏的3D模型上，表面法线就像是一根站立于桌面的钢笔，垂直向上。而NormalMap中存储的东西就是我们这支表示表面法线方向的钢笔所“应该”指向的方向－－比如说朝左边倾斜15度。NormalMap有两种主要形式，一种叫做世界空间的NormalMap，一种叫做切空间的NormalMap。第一种在游戏中没有实用价值，我们说第二种，也就是大家最常见的一种。那么，为什么我们看到的NormalMap会有这么奇怪的颜色呢？其实NormalMap和BumpMap一样，即它显示出来的颜色和它所起的作用是没有直接联系的。大家一定对空间坐标的概念非常熟悉了。在NormalMap的定义中，有一个事先的约定，这个约定就是－－原本表面的垂直方向，我们称为Z轴；而表面的UV坐标两个方向，分别对应X轴和Y轴。（确切的说，应该是称作切线和负法线，但是这两个东西和大家熟悉的UV坐标刚好重叠，所以就用大家更习惯的说法了）然后我们知道如果我们在XYZ轴上各取一个点，这个点的取值位置在-1到1之间，那么我们就可以得到一个指向任何方向的法线方向（不用多解释，大家知道法线是一个向量，向量有方向和长度两个概念，但是对法线来说，长度是不需要的）。但是，请大家注意，我们在描述色彩的时候，RGB三个通道的取值范围都是从零开始的。可是当我们尝试把一个任意的法线保存在一张纹理中的时候，会面临取负值的问题。因此我们要把法线做压缩。方法很简单，把XYZ每个轴上的法线投影长度进行N＋1/2的运算。这样就把所有的法线压缩到了0和1的范围里。然后我们把XYZ的方向分别存储在RGB三个通道中。似乎我们还没有说到关于为什么NormalMap会是蓝兮兮的原因是吧。那么现在就是公布结果的时候了！首先，我们知道如果在一个物体表面，法线垂直向上，那么它的XYZ坐标是多少？是0,0,1对不对?然后我们把这个数字按照我们前面所说的压缩方法进行压缩，每个数