法线贴图原理及3ds max低模烘焙导入Unity

法线贴图（Normal mapping）技术在游戏制作中极为普遍。与在计算机图形领域已有近30年历史的凹凸贴图相比，Normal Map是当下颇为流行的一种凹凸贴图技术。在游戏，如XBOX和PlayStation等新世代主机游戏的制作中，需要更多地考虑时间成本（据说3D美术师制作一个高模要花费不少时间）和游戏性能（模型面数越多，GPU的运算量就越大），因此低模（面数较少的模型）在游戏中应用更为广泛。为了让模型在接受光照时，不同区域能呈现出不同的明暗效果，以表现精细模型的效果，采用“低模 + 法线贴图”的方式就能实现高模的视觉效果。

今天，我们将详细讲解法线贴图的原理、获取法线贴图的方法，以及3ds max低模烘焙导入Unity的具体步骤。

首先，我们来看几张图片，其中那张蓝紫色的贴图就是法线贴图。它的作用是在面数很低的模型上尽可能多地显示细节，例如轮胎纹理就是通过法线贴图来呈现的。

低模与法线贴图结合的对比效果

根据制作物件的不同，如表现树木的肌理感，法线贴图的复杂程度会有所差异，它既可以很简单，也能够非常复杂。我们可以从最简单的几何形状开始入手，逐步接触各种奇形怪状的物体。

什么是法线贴图

如果大家想获取更专业的解释，可以自行通过搜索引擎查询。在三维计算机图形学中，法线贴图（Normal mapping）是凸凹贴图（Bump mapping）技术的一种应用，有时也被称为“Dot3（仿立体）凸凹纹理贴图”。

与凸凹与纹理贴图通常在现有的模型法线添加扰动不同，法线贴图需要完全更新法线。和凸凹贴图类似，它也是用于在不增加多边形数量的情况下，在浓淡效果中添加细节。不过，凸凹贴图通常依据一个单独的灰度图像通道进行计算，而法线贴图的数据源图像通常是从更加细致版本的物体得到的多通道图像，即红、绿、蓝通道都作为单独的颜色进行处理。

为什么要使用法线贴图

使用法线贴图的核心原因在于平衡真实与效率，它是一种简化模型并增加模型真实性的技巧。法线贴图可以营造出比实际模型拥有更多几何体的假象，和置换贴图一样，它并不能真正影响低模的几何网格。将法线贴图贴在低模的法线贴图通道上，能让低模拥有法线贴图的渲染效果，同时大大降低渲染时所需的面数和计算量，从而优化动画渲染和游戏渲染的效果。

如何获取法线贴图

在正规的游戏行业中，法线贴图的来源基本只有两种：

• 专业3D软件烘焙：通过MAX、MAYA、ZBrush等专业的3D软件，对高模和低模进行匹配烘焙得到法线贴图。这种方法的优点是可以获得体积感和大结构都非常出色的法线贴图，但缺点也很明显，需要一定的烘焙和相应的建模技术。关于3D软件的烘焙操作，可以参考文章后面的3ds max模型烘焙导入Unity步骤。
• 平面图片处理：找到合适的平面图片，然后将其导入相应的软件进行处理，即可得到一张细节丰富的法线贴图。不过，这种方法的缺点是除了平面细节外，其他方面的表现基本欠缺。