现代计算机图形学笔记（八）——纹理的应用（环境光贴图、凹凸贴图、法线贴图）

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#图形学

本文探讨了纹理在计算机图形学中的应用，包括环境光贴图、凹凸贴图与法线贴图的原理和实现。环境光贴图通过映射到立方体上实现反射效果；凹凸贴图通过定义高度差模拟几何体的凹凸感，法线贴图直接定义法线位置。此外，还介绍了位移贴图、三维噪声和三维纹理在增强模型细节和纹理信息中的作用。

纹理的应用

环境光贴图

环境光贴图可以让模型反射出周围环境的样子，如下图右侧，而左侧的图像就是环境光贴图。

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环境光一般都存储在一个球上(Spherical Map)，并且我们可以像展开地球仪一样展开成环境光贴图。

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展开后的贴图

在这里插入图片描述

通过观察展开后的贴图我们很容易发现，在贴图的顶部、底部都发生了变形扭曲。为了解决该问题，我们可以将保存在球上的环境光照贴图映射到立方体上(Cube Map)。

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现在我们就得到了一个拥有6个部分的环境光纹理贴图。

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凹凸贴图与法线贴图

纹理除了可以表达环境光之外还可以让几何体呈现出凹凸不平形状。这样的纹理称为凹凸贴图，凹凸贴图上定义了每个点的相对高度（高度差）。事实上，凹凸贴图并没有真正的让几何变得凹凸不平，而是通过定义的高度差产生一个假的法线，而法线会影响光照的渲染从而欺骗人的眼睛造成凹凸不平的视觉效果。**凹凸贴图和法线贴图实际上是一回事。**凹凸贴图定义高度差，而法线贴图直接定义法线的位置。

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