normalMap的七七八八

最新推荐文章于 2022-09-13 15:45:02 发布

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原文链接：http://www.cnblogs.com/oiramario/archive/2011/03/15/1985184.html

本文详细探讨了NormalMap及TangentSpace的概念，并通过实验指出了常见的误解，包括Tangent变换并非总是正交的、不能仅依靠Tangent计算Binormal等问题。同时，提供了正确的处理方法，以确保渲染效果正确。

关于normalMap，主要是要谈谈tangent space，可以自行生成，或者从3dmax里取。

我是这样想的，当检查到mesh的material使用了normalMap，那么mesh就会导出tangent和binormal。

通过2天不停得试验和翻阅文档，有几点认知是需要明确指出：

1. tangent变换并不是正交变换，大部分情况下顶点normal和三角形表面是不垂直的，tangent和binormal也未互相必垂直。不考虑镜像映射的话还只是误差，镜像映射之后干脆连方向都反了。

2. 如上述，一般的说法，在vertex buffer中只存tangent，而在vertex shader中使用cross(tangent, normal)计算出binormal是不正确的。

3. 美术可能只画半张脸的normalMap，而另一半使用mirror出来。这种情况，使用cross出binormal的效果，就会原本凹的凸，凸的变凹。

4. 还有一种说法，是重新计算比如tangent在平面上的投影，也就是Gram-Schmidt orthogonalize，但我的结论是在max中不需要这么做。

5. 直接取max给的tangent和binormal是绝对不行的，那会变成这样，见下图：

左边是ogre自动生成的tangent，右边是直接取max的tangent不作处理，两者的binormal都是cross出来的，两者中间的镜像都是不正确的。

结论是：

1. 必须是源生tangent, binormal，指望只存1个，用cross出来另一个是想法是错误的。

2. 要处理镜像，不单是tangent，连binormal都可能反向。

关键代码如下：

if (hasTangent)
{
   int tangentIndex = mesh->GetFaceVertexTangentBinormal(face->meshFaceIndex, vertexIdx, tangentChannel);
   vertex.tangent = mesh->GetTangent(tangentIndex, tangentChannel);
   vertex.binormal = mesh->GetBinormal(tangentIndex, tangentChannel);

   if (vertex.binormal % CrossProd(vertex.normal, vertex.tangent) < 0)
   vertex.tangent *= -1.0f;

   if (vertex.tangent % CrossProd(vertex.normal, vertex.binormal) < 0)
   vertex.binormal *= -1.0f;

}

这是处理后的NdotL图：

注意这个地方：

如果不处理则会凹凸相反。

最终的渲染效果：

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