我們知道，在游戲中經常會有這樣的情況，就是一個平面——這個平面在現實中并不是一個“平”面，例如磚墻的表面帶有石質浮雕等等。這樣的情況如果要求游戲開發人員將復雜的3D細節都做出來是不現實的，因為即使不計較在建模時候的復雜度，過多的3D細節也同樣會大量消耗顯示芯片的性能，讓游戲根本沒有可玩性。

                如何利用貼圖實現凹凸效果呢？

　　可行的方法就是將這個平面用一個貼圖覆蓋，用貼圖的紋理實現一定的凹凸效果。但是這種方法實現的效果并不是很好，因為如果視角一變化，看起來就會像一張簡單的畫有圖案的平面了。

　　后來，聰明的游戲開發者想出了一種方法，就是在貼圖過程中對貼圖進行一定的處理，從而保證了在視角變換以后仍然保證有較為明顯的凹凸效果。

　　光與影，法線貼圖技術的物理學基礎

　　我們知道，人之所以能夠對景物看出立體感的主要原因是因為人有兩只眼睛。兩只眼睛看的景象是不同的，所以人們才能分辨出立體感來。但是，由于電腦的屏幕是一個平面，分辨3D效果就只能靠光影效果來實現了。

　　舉個簡單的例子，這就像我們畫素描的時候，為了不讓一個球體看起來像是一個圓圈，必須讓球體的一些區域是亮的，一些區域是暗的。而且從亮部轉向暗部的時候是一個均勻的按照物理模型特點的過渡，這樣畫出來的球體才像個球體，電腦為我們繪制的過程也是一樣。

因為有明暗，我們才能將平面理解成立體

　　基于這個道理，我們就不難理解可以通過貼圖局部的亮暗變化來實現假的3D效果。換一種說法就是說我們可以通過在貼圖上的局部做一些亮暗的變化來做到一種假的3D效果。

光照因角度不同而呈現不同的明暗

　　那么如何實時的對貼圖進行轉換呢？如果要實現虛擬的光影變換，我們最起碼需要知道在一個平面上真正的凹凸的情況，這樣才能讓顯示芯片進行運算，生成一種假的凹凸的效果。

　　顯然，記錄真實的凹凸模型是得不償失的——如果那樣的話就沒有任何意義了，我們需要用一種非常簡單的方法來記錄一個貼圖的凹凸情況，于是就誕生了一種全新的方法，法線貼圖技術。

　　接下來，我們再回到我們剛才談到的法線貼圖的話題上。

　　法線貼圖就是記錄了一個需要進行光影變換的貼圖上的各個點的凹凸情況的貼圖，顯示芯片根據這個貼圖的內容，來實時的生成新的有過光影變化的貼圖，從而實現立體效果。

　　那么，究竟是怎樣利用法線貼圖記錄一個平面或者說是一個貼圖的凹凸情況呢？我們知道，物體表面產生明暗變化的直接原因，就是光線照射角度的不同，光線垂直于平面的地方就亮，光線斜射到平面的地方就暗，光線照不到的地方就更暗(應該是黑色，但是由于環境光照所以不會有陰影是真正的黑色)。

　　借色彩之值存法線之向，巧妙的存儲

　　學過初中物理的朋友一定還都記得，表示光線射向平面的角度時通常使用光線和該點法線角度來表示。這也就意味著，如果我們將一個貼圖上所有點的法線記錄起來的話，就不難再利用這些信息實現后期的假的凹凸效果了。

　　記錄這些法線的載體就被我們稱為法線貼圖。為什么稱之為貼圖呢？我們知道，一條法線是一個三維向量，一個三維向量由X、Y、Z等3個分量組成，于是人們想出了一個聰明的方法，就是以這3個分量當作紅綠藍3個顏色的值存儲，這樣的話就生成一張新的貼圖了，這就是法線貼圖的來歷。

采用色彩通道存儲法線向量

　　法線貼圖其實并不是真正的貼圖，所以也不會直接貼到物體的表面，它所起的作用就是記錄每個點上的法線的方向。所以這個貼圖如果看起來也會比較詭異，經常呈現一種偏藍紫色的樣子。

法線貼圖的生成過程

Doom3中的一張紋理貼圖和這張貼圖對應的法線貼圖

　　『小提示-05：事實上，真正的法線貼圖并不是記錄貼圖上每個點的法線的絕對角度，而是記錄的是相對于平面的一個差值。這樣的話，隨著平面的3D變換都能夠實現即時的法線運算了。』

　　傳統紋理壓縮，法線貼圖不再適用

　　采用法線貼圖技術的優勢就是利用很少的資源實現了效果非常好的凹凸效果，而且可以利用我們在開篇的時候提到的紋理壓縮技術對法線貼圖進行壓縮，進一步節省資源。

前面的那張圓球圖案的法線貼圖

　　接下來我們在3ds Max里面制作Normal Map (法線貼圖)，將低模和高模分別命名為：low-model和high-model，然后將導出的低模UV 分好，高模不用分UV。

圖22

　　接著把高模和低模適配到一起

圖23

　　高模和低模匹配好以后，在Max菜單欄里找到Rendering 展開并選擇Render To Texture。

圖24

　　接下來的操作是：

　　展開General Settings欄并在Output里并設好輸出的路徑，選中視圖中的低模（low-model），選中以后在Render to Texture窗口中Objects to Bake欄里面會顯示所選的物體信息。

圖25

　　在Projection Mapping中勾選Enabled并點擊Pick按鈕，在彈出的窗口中選擇高模（high-model），這時視圖中的兩個模型會有所變化。

圖26

　　與此同時在低模的修改面板中會增加一個修改器“Projection”，到Projection欄中展開Cage并點擊Shaded(有點類似蒙皮)和reset（重新設置），然后拖動Amount值（結合到視圖中觀察模型外沿的變化而設，外面的蒙皮一定要包住兩個物體不能有穿，不然烘焙出來會出問題）。

圖27

　　在Mapping Coordinates里面勾選Object 的Use Existing Channel（使用現有的UV，之前我已經給低模（low-model）分好了UV）；展開Output欄后點擊Add在彈出的窗口中選擇Normal Map再點Add Elements,可以調整貼圖的尺寸，我選擇的是1024＊1024，然后勾選Output into Normal bump，最后再點擊Render便可以渲染出來，渲染的時候最好用scanline（線掃描渲染器）。

圖28

　　渲染出來的效果，（紅色區域是我之前將高模和低模鎖骨部分刪掉后，兩個模型不一樣所造成的）。

圖29

　　Normal Map（法線貼圖）渲染好以后，我們貼到低模（low-model）上看看效果，給低模一個材質球，在map欄里的Bump中添加Normal Bump，然后在Normal  bump 里面的Normal 里貼剛剛生成出來的Normal map （法線貼圖），只要渲染便可以看到效果。

 
圖30

　　如果要在視圖中直接看到法線貼圖的，效果需要調整一下設置：

　　在max菜單欄上展開Customize選擇Preference，在彈出的窗口中依次選擇：Viewports---Choose Driver(彈出的窗口中)勾選Direct3D（Recommended），重新啟動max。

圖31

　　打開材質編輯器，在剛剛貼法線的材質球中展開DirectX Manager ，勾選DX Display of Standard Material ，等待一會兒顯示貼圖的“盒子”會變成紅白的棋盤格，點擊便可以在視圖中看到法線的效果。

圖32

圖33

　　做到這一步，次世代模型的Normal Map（法線貼圖）算是告一段落了，當然制作法線的方法還有很多種，這只是其中一種，由于時間的關系我這里就不一一列出來，希望這個教程能給大家帶來一些幫助!看后大家有什么意見和建議可以與我聯系。

　　后面抽了些時間簡單的做了些貼圖：Color Map、Specular Map、Normal Map。

圖34

圖35