如何设置 3D 模型法线贴图？

1、法线贴图的原理？

法线贴图（normal mapping）是一种计算机图形技术，用于在低多边形模型上模拟高多边形模型的细节效果。它通过在纹理坐标上存储和应用法线向量的信息来实现。

法线贴图的原理基于光照模型。在渲染过程中，光照效果是根据每个顶点的法线向量来计算的。然而，对于低多边形模型，顶点法线无法提供足够的细节来模拟真实世界中的细节效果。这时候，法线贴图就可以发挥作用了。

法线贴图包含了一个特殊的纹理图像，其中的 RGB 通道分别存储了每个纹理坐标处的法线向量的 X、Y、Z 分量。这些法线向量通常是在模型空间下进行定义的。法线贴图中的法线向量与模型表面的法线方向相对应，用于模拟出真实模型上的细节效果。

在渲染过程中，首先将法线贴图中的法线向量从模型空间转换到切线空间。然后，根据模型的切线、副切线和法线向量，将纹理坐标上的法线向量重新计算为与表面相对应的法线向量。最后，根据光照模型和计算得到的法线向量，计算每个像素的光照效果。

通过应用法线贴图，渲染过程中的法线向量会根据纹理坐标上的法线信息进行调整，从而模拟出高多边形模型的细节效果。这使得低多边形模型在视觉上具有了更多的细节和真实感，而无需增加额外的顶点和面片。

2、法线贴图的作用？

法线贴图通过增加表面细节、改善光照效果、增强视觉质感和优化渲染性能等方面，可以使模型在视觉上更加真实、生动和吸引人。法线贴图可以增强模型的以下几个方面的效果：

表面细节：法线贴图可以在模型表面添加细小的凹凸纹理，使表面看起来更加丰富和真实。通过模拟微小的凹凸变化，可以增加模型的细节层次感，使其看起来更加逼真。

光照效果：法线贴图可以改变法线向量，从而影响光照计算。通过在纹理坐标上应用法线信息，可以模拟出光线在表面微小凹凸处的反射和折射效果。这样，模型在不同的光照条件下会呈现出更加真实的光照效果，增强了观察者的视觉感受。

视觉质感：法线贴图可以为模型表面添加纹理效果，使其看起来更加有质感。通过模拟表面的凹凸变化，可以让观察者感受到模型表面的粗糙、光滑或其他特定的质感，增强了模型的观赏价值。

渲染性能优化：相比于增加模型的几何细分或使用更高多边形的模型，法线贴图是一种更轻量级的方法来增强模型的细节效果。它不会改变模型的几何形状，因此在渲染过程中不需要额外的计算资源，可以提高渲染性能。

3、如何设置法线贴图？

调整模型法线贴图首先要选择合适的建模软件：建模软件必须支持材质编辑和渲染的 3D 建模软件。一些常用的软件包括 Blender、Maya、3ds Max 等。但是这些建模软件都是专业的建模软件，软件体积大、环境依赖多、安装复杂、使用起来门槛高，不是最佳首选。

GLTF材质纹理工具 作为一款在线材质纹理编辑工具，编辑器基于 Three.js 开发，可以在任意支持 webGL 的浏览器运行，不需要额外的的插件或者下载。

以下是如何使用 GLTF材质纹理工具 修改模型法线贴图的实例，先导入模型，原始原型效果如下：

这时候草丛和母狮都是白模，先设置草丛的纹理贴图：

使用法线贴图可以大大提高渲染效果，使低多边形数的模型看起来具有高多边形数模型的细节和真实感。在游戏开发、电影制作和虚拟现实等领域，法线贴图被广泛应用于增强场景和物体的视觉效果，设置母狮的纹理贴图和法线贴图，效果如下：

GLTF 编辑器 是一个功能强大、易于使用的在线 3D 模型编辑和查看工具，它支持多种格式的 3D 模型导入并将模型导出为 GLB 格式，除了可以对 3D 模型进行基本属性的修改之外，还支持对模型原点重置以及模型材质纹理修改。对于 3D 开发者和设计师来说，GLTF 编辑器 是一个非常有用的工具，可以帮助他们更方便地处理 3D 模型。

原文链接：如何设置3D模型法线贴图？ (mvrlink.com)