法线贴图是一种广泛用于增强3D模型表面细节的技术，它通过修改表面法线来模拟凹凸不平的效果，而不需要增加额外的几何体。这种方法可以在不显著增加渲染负担的情况下，显著提升视觉效果。法线贴图通常是一种蓝色调的2D图片，其RGB通道各自存储了特定的信息。
法线贴图的原理
法线贴图工作的基本原理是改变光照计算时使用的表面法线。在3D图形中，法线是垂直于表面的向量，用于计算光照和阴影。默认情况下，一个平面的所有点共享同一个法线，这意味着它们会以相同的方式反射光线。法线贴图通过为平面上的每一点提供唯一的法线，模拟出更复杂的表面特征，从而使得光照和阴影的分布更加丰富和真实。
RGB三个通道
法线贴图使用其RGB通道来存储法线的不同分量，通常是在切线空间中：
- R通道（红色）
：存储法线的X分量，表示水平方向的变化。在大多数情况下，这代表了模型表面左右的凹凸变化。 - G通道（绿色）
：存储法线的Y分量，表示垂直方向的变化。通常，这代表了模型表面上下的凹凸变化。 - B通道（蓝色）
：存储法线的Z分量，表示垂直于表面的变化。在切线空间法线贴图中，这通常代表了表面法线指向外部的程度。理想状态下，一个平坦表面的法线贴图中的蓝色通道会比较强烈，因为大部分法线都是直接指向外的。
使用法线贴图的效果
使用法线贴图后，模型的表面会根据贴图中的信息产生相应的光照和阴影变化，从而产生凹凸的视觉效果。这种效果在游戏和视觉效果行业中非常受欢迎，因为它能够在不显著增加计算和内存负担的情况下，显著提升视觉质量。
注意事项 - 切线空间
：法线贴图通常在切线空间中应用，这意味着它们是相对于模型表面的。因此，正确的切线空间计算对于法线贴图的正确显示至关重要。 - 细节层次
：法线贴图不能改变模型的实际几何形状，所以它们最适合用于小的细节。对于大的几何变化，仍然需要使用更多的几何体来实现。 - 光照模型
：法线贴图的效果高度依赖于光照模型和环境。在不同的光照条件下，同一个法线贴图可能会产生非常不同的视觉效果。
通过理解法线贴图的工作原理和RGB通道的含义，你可以更有效地使用这项技术来提升你的3D模型和场景的视觉质量。