如何在OpenGL中应用法线贴图？

Question

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我正在学习在OpenGL中使用法线贴图（像素级光照？）的2D图形技术。

对于法线贴图还不太熟悉，我通过Sobel算子和法线贴图生成（主要感谢这里）来理解如何从像素数据的（2D）数组创建法线数据的（2D）数组。

大部分教程和论坛帖子都是关于3D应用和建模软件的，我想在C++中自己实现这个功能。

- zyndor

3个回答

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我建议你看一下：

虽然我有一段时间没有看过它了，但我记得它涵盖了实现凹凸贴图着色器的大部分细节，应该会给你一些启示。

我知道这些都不是完整法线贴图，但它们是一个好的开始。

此外，虽然着色器语言存在差异，但如果您想使用GLSL，将公式转换成其他语言也不应该太难。

正如ybungalobill所说，你可以不使用着色器，但除非你正在进行教育项目（为了你的教育）或特定的嵌入式设备，否则我不知道你为什么要这样做，但如果你确实需要这里是你需要查看的地方，它是在着色器出现之前编写的，并在后来更新以引用它们。

- Tomas

谢谢，nVidia和3DKingdoms的演示非常棒。我看过paulsprojects的视频，但当它开始涉及立方体贴图时，我就有点迷糊了。 - zyndor

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这个话题很老了，但我会回答任何寻求帮助的初学者：

1)和2)

您的法线贴图就像普通的漫反射纹理一样，您需要从磁盘加载它，像处理漫反射纹理一样创建您的Texture2D，并将其锁定与其他纹理一起发送到着色器。因此，总的来说，当您在CPU端处理法线贴图、高度贴图等时，它们并没有什么不同...您总是需要加载它们、创建纹理并锁定它们。

3)

法线贴图只是一种在纹理中存储每个片段法线的方法。最好与相应的漫反射纹理一起使用，因为这是您可以伪造小细节的方式。然而，在某些情况下并不总是必要的...例如，上次我正在研究一种渲染水的方法...我使用了一个dudv贴图和一个法线贴图，但没有使用相应的漫反射贴图，因为我使用渲染到纹理以实现反射。

4)

法线贴图与漫反射纹理使用相同的纹理坐标映射...这意味着如果您有一个四边形，它的坐标是0;0，0;1，1;0，1;1，那么这些就是您用来映射两个纹理的坐标。

5)

我想你可以不使用着色器来完成，如果需要的话，甚至可以不使用OpenGL... 着色器是为这些操作设计的，使用着色器将更容易。

所以，法线贴图是将法线向量编码成颜色的纹理... 法线向量是一个三维向量，而颜色也是三维向量。当你使用光照时，通常会从顶点着色器将法线发送到片段着色器，片段着色器将插值得到像素自己的法线向量的近似值。这是默认设置...

使用法线贴图时，您不使用顶点法线向量，而是在纹理中编码的法线向量。

首先，您需要将光照计算从世界空间转换为切线空间。这是在顶点着色器中完成的。

然后，在片段着色器中像普通纹理一样对法线贴图进行采样。您将获得像素的RGB颜色。您将需要将该值转换为法线向量，即将其乘以2并减去1，即rgb*2-1，然后在光照计算中使用它作为您的法线向量。

- Amine Bensalem

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可以查看英文原文，
原文链接

- Yakov Galka · Accepted Answer

一旦获得了法线贴图，接下来该怎么做？

需要将其作为纹理进行加载。

它需要与纹理相关联吗？如果是的话，如何实现？

如果你指的是与颜色纹理相关联，那么不需要。你需要创建一个纹理，其中包含法线贴图，以便之后在OpenGl中使用。

它如何映射到二维纹理四边形上？

你的法线贴图只是另一种纹理，你可以像任何其他纹理一样绑定并映射它。

法线贴图以切线空间坐标存储法线，因此要计算每个像素的光照，您需要知道切线空间坐标系中光源的相对位置。这是通过每个顶点设置附加参数（法线、切线、双切线），计算光源在切线空间坐标中的位置并沿三角形插值此位置来完成的。在片段着色器中，您查找法线贴图中的法线，并基于插值参数执行所需的光照计算。

（我可以在没有着色器/GLSL的情况下完成吗？）

是的，您可以使用一些传统扩展来编程多纹理环境组合函数。我自己从没做过，但看起来很麻烦。