位移贴图、凹凸贴图和法线贴图之间的差异

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这三种类型的贴图中的每一种都会在几何体表面上创建看起来像其他分辨率或细节的东西。这些细节有些是真实的，有些则不是。在本文中，我们将深入研究这三张地图中的每一张，并了解每张地图的作用和不作用。您还将更好地了解每种类型的优点和缺点。

GLTF 编辑器 -NSDT 是一款专门用于3D模型纹理贴图的工具，它支持3D模型各种材质纹理贴图的编辑修改，包括：颜色、粗糙度、金属度、贴图、顶点颜色、
自发光贴图、透明贴图、凹凸贴图、法线贴图、位移贴图、粗糙贴图、金属贴图、
光照贴图、透明度等。

在使用GLTF 编辑器 -NSDT 在线工具前，我们先学习下位移贴图、凹凸贴图和法线贴图之间的差异。

什么是凹凸贴图？

凹凸贴图使用计算机图形在 3D 模型的表面上创建深度和纹理的错觉。纹理是使用灰度和简单的照明技巧在物体表面上人工创建的，而不必手动创建单个凸起和裂缝。

凹凸贴图实际上是我们今天要介绍的旧地图类型之一。关于凹凸贴图，您应该了解的第一件事是它们创建的细节是假的。由于凹凸贴图，不会向模型添加额外的分辨率。通常，凹凸贴图是限制为 8 位颜色信息的灰度图像。只有 256 种不同颜色的黑色、灰色或白色。

凹凸图中的这些值基本上用于告诉 3D 软件两件事。向上或向下。当凹凸贴图中的值接近 50% 的灰度时，表面上几乎没有细节。当值变亮并逐渐变白时，细节似乎会从表面拉出。与此形成鲜明对比的是，当值变暗并接近黑色时，它们似乎正在向表面推进。

凹凸贴图的好处

凹凸贴图非常适合在模型上创建微小细节。例如，皮肤上的毛孔或皱纹。考虑到您只是使用灰度值，它们在 Photoshop 等 2D 应用程序中创建和编辑也相对容易。

凹凸贴图的局限性

凹凸贴图的问题在于，如果相机从错误的角度查看它们，它们很容易损坏。由于他们创建的细节是假的，而不是添加的真实分辨率，因此应用凹凸贴图的几何体的轮廓将始终不受贴图的影响。

什么是法线贴图？

法线贴图可以被认为是一种更新、更好的凹凸贴图类型。与凹凸贴图一样，关于法线贴图，您需要了解的第一件事是它们创建的细节也是假的。场景中的几何体没有添加额外的分辨率。

最后，法线贴图确实会在模型表面上产生深度细节的错觉，但它的效果与凹凸贴图不同。正如我们已经知道的，凹凸贴图使用灰度值来提供向上或向下的信息。法线贴图使用与 3D 空间中的 X、Y 和 Z 轴直接对应的 RGB 信息。此 RGB 信息告诉 3D 应用程序每个多边形的表面法线方向的确切方向。曲面法线的方向（通常简称为法线）告诉 3D 应用程序应如何着色多边形。

在学习法线贴图时，您应该知道有两种完全不同的类型。在 2D 空间中查看时，这两种类型看起来完全不同。最常用的称为切线空间法线贴图，主要是紫色和蓝色的混合物。这些贴图最适合在动画过程中必须变形的网格。切线空间法线贴图非常适合角色等内容。对于不需要变形的资源，通常使用对象空间法线贴图。

法线贴图的好处

这些地图具有不同颜色的彩虹，并且与切线空间地图相比，性能略有提高。在考虑使用法线贴图时，您肯定需要注意一些事项。

法线贴图的局限性

但是，编辑这些类型的地图也有一些例外。例如，MARI能够绘制我们在法线贴图中看到的表面法线信息的类型。在支持方面，法线贴图很好地集成到大多数管线中。与凹凸贴图不同，此规则也有例外。其中之一就是手机游戏设计。直到最近，硬件才发展到移动游戏开始在其管道中采用法线映射的地步。

什么是位移图？

置换贴图在物理上会位移（顾名思义）应用它们的网格。为了基于位移贴图创建细节，通常必须对网格进行细分或镶嵌，以便创建真实的几何图形。

置换贴图的伟大之处在于，它们实际上可以从高分辨率模型烘焙或手工绘制。与凹凸贴图一样，置换贴图由灰度值组成。

位移图的优点

在为低分辨率网格创建更多细节时，置换贴图是王道。虽然可以使用 8 位置换贴图，但使用 16 位或 32 位置换贴图几乎总是会获得更好的结果。虽然 8 位文件在 2D 空间中可能看起来不错，但当导入 3D 时，它们有时会由于值范围不足而导致条带或其他伪影。

位移图的极限

现在，这是关于位移图的不太好的事情。实时创建所有这些额外的几何图形对您的系统来说是非常困难和困难的。因此，大多数 3D 应用程序在渲染时计算最终的置换结果。

与凹凸贴图或法线贴图相比，置换贴图也会为您的渲染增加大量时间。由于这种额外的几何形状，很难击败置换贴图的结果。由于曲面实际上被修改了，因此轮廓反映了额外的几何图形。在决定使用置换贴图之前，应始终权衡置换贴图的费用与附加收益。

同时使用凹凸贴图、法线贴图和置换贴图

在某些情况下，可以将凹凸贴图或法线贴图与同一资产上的置换贴图组合在一起。最好的方法是利用位移来对几何形状进行重大更改，然后使用法线或凸起来处理精细细节。无论您选择使用哪种贴图，了解每种贴图的工作原理以及它的优势和劣势只会让您更容易做出决定。