Unity Shader-法线贴图（Normal Map）与视差贴图（Parallax Map）

最新推荐文章于 2025-05-23 11:53:21 发布

puppet_master

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分类专栏：图形学 Unity3d Shader Unity Shader!!! 文章标签： Unity shader 法线视差 Parallax

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/puppet_master/article/details/57125379

本文详细介绍了Unity中法线贴图（Normal Map）和视差贴图（Parallax Map）的概念及应用。通过自定义可调法线强度的shader，增强了场景物体的表面细节表现，进一步探讨了视差贴图如何提供更真实的深度感，为3D场景的视觉效果带来显著提升。

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简介

法线贴图技术至今一直是游戏增强画面效果的利器之一。随着移动设备的性能越来越好，曾经的在PC平台的各种高级技术在移动平台也都开始大规模使用了，法线贴图甚至是视差贴图已经开始在移动平台的游戏上使用了。之前的一篇文章简单探究了一下法线贴图的原理以及在Unity下的实现，本篇就不多介绍了。本篇文章主要研究一下怎样增强法线贴图的效果，法线贴图的进阶版-视差贴图（Parallax Map）。

可调法线强度的shader

我们常用的法线效果，一般是用于增强一些细节，有时候我们想要的法线，实际用起来就会发现法线效果不强，尤其是较远的物体，比如地形，墙壁之类的场景物体，虽然加上了法线，但是由于镜头离得比较远，法线效果表现不出来。而这个时候我们一种方式是去找美术调整法线贴图，但是一方面调整贴图会比较花费美术的时间，一方面万一这张图用了多次，有的地方想要比较明显的法线效果，有的地方想要不明显的法线效果，这就比较蛋疼了。如果我们用灰度图转法线图的时候（Create from GrayScale），有个Bumpiness的选项，可以控制这张图的法线强度。但是很多时候，我们的法线图是美术直接在工具里面做好的，就没法转化了。如果我们能给一个参数，直接在材质里面调整法线的强度就好了。之前纠结了好几个小时，后来突然查到了这个帖子，豁然开朗。

首先，我们从法线贴图中获取到的是这个采样点对应的法线方向，光滑的部分法线方向都为垂直于表面竖直向上的方向，也就是（0,0,1）的方向，而有凹凸的地方，法线就会有偏移值，换句话说，我们让法线贴图采样出来的方向越偏离（0,0,1）方向，就会越加强法线的效果。我们可以减小法线贴图的b值，但b通道越小，法线效果越强，不过这样不直观，换一种方式就是加强法线贴图的r,g值，给r,g通道乘以一个factor，换句话说可以直接乘以一个(factor,factor,1)向量，就达到了增强与减弱法线效果的目的。

下面附上可以直接调整法线强度的shader代码：

//Bump Map
//by：puppet_master
//2017.2.27
Shader "ApcShader/NormalMapX"
{
	//属性
	Properties{
		_Diffuse("Diffuse", Color) = (1,1,1,1)
		_MainTex("Base 2D", 2D) = "white"{}
		_BumpMap("Bump Map", 2D) = "bump"{}
		_BumpFactor ("Bump Scale", Range(0, 10.0)) = 1.0
	}

	//子着色器	
	SubShader
	{
		Pass
		{
			//定义Tags
			Tags{ "RenderType" = "Opaque" }

			CGPROGRAM
			//引入头文件
			#include "Lighting.cginc"
			//定义Properties中的变量
			fixed4 _Diffuse;
			sampler2D _MainTex;
			//使用了TRANSFROM_TEX宏就需要定义XXX_ST
			float4 _MainTex_ST;
			sampler2D _BumpMap;
			float _BumpFactor;

			//定义结构体：vertex shader阶段输出的内容
			struct v2f
			{
				float4 pos : SV_POSITION;
				//转化纹理坐标
				float2 uv : TEXCOORD0;
				//tangent空间的光线方向
				float3 lightDir : TEXCOORD1;
			};

			//定义顶点shader
			v2f vert(appdata_tan v)
			{
				v2f o;
				o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
				//这个宏为我们定义好了模型空间到切线空间的转换矩阵rotation，注意后面有个；
				TANGENT_SPACE_ROTATION;
				//ObjectSpaceLightDir可以把光线方向转化到模型空间，然后通过rotation再转化到切线空间
				o.lightDir = mul(rotation, ObjSpaceLightDir(v.vertex));
				//通过TRANSFORM_TEX宏转化纹理坐标，主要