法線科普五：法線圖工作流程

Hello ，大家好，今天給大家帶來法線科普五：法線圖工作流程，我是麥狗。

之前的四篇鏈接：

 法線科普一：什麼是法線貼圖？

 法線科普二：烘焙法線貼圖

 法線科普三：法線類型的總結

法線科普四：法線圖的故障排除

有很多方法可以創建和使用法線圖。讓我們來看看我所知道的一些製作法線貼圖的方法。這也是法線係列的最後一部分。

每種情況都沒有一個完全正確的解決方案，事實上，我使用這幾種技術，取決於我在做什麼，我有多少時間，目標性能等等......而且大多數時候它們是可以互換的。我將嚐試解釋每種方法的優點和缺點，但在很多情況下，它們會非常相似。

一、完全光滑的低模

使用這種方法，我們所有的低模法線將被平均化：所有的邊緣都被設置為軟邊，或者我們有一個單一的平滑組。

這意味著法線圖必須做所有的工作。在我們應用法線貼圖之前，你的低模通常會和高模看起來非常不同。

這種方法的主要優點是對藝術家來說非常簡單：你不必擔心分離UV島、設置模型的平滑度或調整低模的法線。你製作你的低模和高模，平滑低模並點擊烘焙按鈕。

然而，它也有一些缺點：

1. 正確設置切線空間是很重要的。因為我們非常依賴法線貼圖，所以在這種方法下，法線貼圖設置的微小變化都會特別明顯。一般來說，要確保你的三維建模、烘焙和渲染程序都使用Mikkts作為他們的切線空間，並且所有的模型都要相應地導出和導入。

2. 因為法線貼圖要大量彎曲法線，所以你的法線貼圖可能會更加豐富多彩，有很多梯度。這意味著你的法線圖文件大小會稍大一些，而且更有可能出現壓縮偽影。

為了彌補這一點，在使用這種方法時，通常會提高法線圖的分辨率，或者減少法線圖的壓縮。對於PC遊戲來說，這不是一個很大的性能衝擊，但對於手機遊戲來說，如果你有大量的法線圖，這可能是明顯的。

3. 從你的模型中刪除法線圖通常會使它看起來很糟糕（特別是如果它有很多尖銳的邊緣）。

4. 給你的紋理添加法線圖的細節（即在Photoshop中）可能會很麻煩。

5. 低模法線更有可能彎曲並與高模表麵錯位，而且更有可能出現歪斜的細節。

這是我在處理有機模型時比較喜歡的方法，因為它們通常在100%光滑時看起來更好，而且法線貼圖也沒有很多工作要做（因為有機模型的表麵通常是光滑的，與平滑的低模相似）。

二、具有硬邊的模型（設置了平滑組/硬邊）

用這種方法，我們通過設置平滑組或選擇硬邊，將一些頂點法線設置為分裂。有些人喜歡用一個角度來確定一個邊緣是軟的還是硬的（常見的角度是30、45和60o），但我更喜歡用手來設置（同時還要考慮將我的UV接縫放在哪裏）。

記住，隻要你有一個硬的邊緣，你的UV就應該被分割，以避免在你的法線圖中沿著你的邊緣出現明顯的線條。

缺點：

1. 一般來說，它需要比第一種方法多做一點工作。

2. 你應該在有硬邊的地方分割UV，以避免這些沿著邊緣的可見的線，這可能會使某些UV島的工作更加困難（即：手繪有分離UV的模型部分會產生不需要的接縫）。幸運的是，諸如Substance Painter、Mari或3D Coat等程序都有這方麵的解決方案。

3. 設置硬邊和分割UV會稍微增加你的頂點數量，然而這通常可以忽略不計。

有了這種方法，我們就不會那麼依賴法線貼圖來控製我們的模型的陰影，所以我們可以例如在物體離得很遠的時候去掉法線貼圖，它看起來還是很體麵的（上麵的例子不是很好，但這對其他模型也是可以的）；或者我們可以使用更小的或更壓縮的法線貼圖。

在平坦的表麵上，我們可以使用硬邊來使低模法線與硬表麵對齊。如果低模和高模表麵完全對齊（即：它們都是平的），那麼這個區域的法線貼圖就會是平的，這使得在紋理中添加和刪除法線貼圖細節毫不費力。

就我個人而言，我最常使用這種方法（因為我覺得我有更多的控製權和選擇權，以防有些東西看起來很糟糕）；特別是當我在預算緊張的情況下工作時。最近，我一直在避免在某些硬表麵資產上使用這種方法，因為它們需要大量的硬邊緣，這意味著大量的UV島，它們變得更難處理。

三、自定義法線的工作流程（及midpoly方法）

有一些方法可以直接修改你的低模法線，但不是所有的3D程序都有這個選項，而且它們之間有很大的差別。最常見的方法是使用加權法線，所以程序會自動將法線調整到大麵的方向。另一種修改法線的方法是選擇一個麵，將其頂點的法線與麵的法線對齊，這樣它們就都指向了麵的方向。

我們必須正確地導出、烘焙和導入具有自定義法線的模型，這一點很重要。大多數三維引擎會接受帶有自定義法線的模型，但是它是一個通常被默認選中的選項。

這種方法催生了一種新的建模浪潮，稱為midpoly建模。這更像是一種建模方法，而不是一種貼圖方法。一般的想法是，我們不使用法線貼圖來生成我們的細節，而是直接修改低聚物的法線來生成它們。

在為硬表麵模型建模時，我們希望有大的平滑表麵，在它們之間有平滑的過渡（而不是硬的邊緣，這看起來不太真實）。我們可以使用自定義法線來完成類似的結果。

首先，我們給放置在過渡區的邊緣添加一個斜麵。然後，我們修改產生的頂點的法線，使它們指向主要麵。這樣，低模的法線將指向較大的麵，而法線方向的過渡將被限製在斜麵的邊緣。

一旦我們有了midpoly的設置，我們就可以把它和法線貼圖結合起來，輕鬆地在平麵上添加細節。在斜麵區域，法線會拉伸很多，所以在這些區域使用法線貼圖是很棘手的。

下麵是所述三種方法的並列比較：

四、其他技術和試驗

還有一些其他的技術，我們可以用來創建/使用法線圖。我不打算對它們進行太深入的研究，因為現在它們的使用並不像前麵那些技術那樣廣泛，而且我對它們也不是很熟悉。不過可以介紹給大家作為了解。

1. 法線映射的像素藝術：我們可以將法線信息添加到pixel art sprites上，並對其進行照明，以給人以體積感。基本上，我們告訴每個像素點的位置，這樣，當燈光照射到它時，它的反應就會與麵向其他方向的像素不同。

我發現有兩種方法可以做到這一點：

創建從不同方向發光的sprites的灰度版本，並使用它們來組成法線圖。正如我們在 "法線2 "部分中所看到的，我們可以把法線圖看作是3張圖片的組合：從左邊照亮的模型存儲在紅色通道，上麵/下麵存儲在綠色通道，從前麵照亮的模型存儲在藍色通道。

因此，我們可以從上麵/下麵、左邊和前麵畫出我們的sprites、；並使用這些圖像作為我們的法線圖的通道組成一個法線圖。

創建一個高度貼圖並使用程序將其信息轉換為法線貼圖：與之前的技術類似，但速度更快，因為我們隻需要創建一個額外的紋理，而不是三個。

2. 手繪法線圖：專門看過《黑暗之魂》的人就會覺得：這太簡單了，我要蒙著眼睛做。這些技術通常都太慢了，無法在製作中實際使用，大多數時候我建議直接在zbrush中從一個平麵上雕刻，然後導出法線圖。這裏有一些技巧。

創建一個高度圖並使用專門的程序將其信息轉換為法線圖。可能是最快、最方便的從手繪中創建法線圖的方法。

從一個球體參考。使用法線圖球體作為取色器，我們可以將表麵的角度與球體上的相應顏色進行匹配繪製。

使用特殊畫筆。Krita有一個特殊的筆刷，可以將筆的傾斜度轉換成法線圖信息。

3. 使用紋理組成法線圖。使用法線圖紋理庫，我們可以將它們組合起來，為我們的法線圖添加細節。這些細節可以被組合在一起。請記住，混合法線貼圖並不像人們想象的那樣簡單明了。

4. 圖像過濾器：一些程序可以使用漫反射/反照度/基色圖來接近法線圖信息。這些通常是不準確的，但對於背景/小型資產來說，它們可能工作得不錯。

5. Matcaps：Matcaps是簡化的著色器，它根據幾何體的法線方向來決定屏幕上像素的顏色。我們可以將法線貼圖matcap應用於任何幾何體，並渲染靜止圖像以快速生成法線貼圖紋理。這可以很容易地用Zbrush來生成平鋪紋理。

6.細節法線圖：在某些情況下，我們可以用額外的細節來補充由高模生成的法線圖（即：我們可以將頭部雕塑法線圖與皮膚毛孔紋理結合起來），我們可以隻在某些距離上加載這個額外的法線圖，以減少內存的使用，同時在近距離上保持細節。

以上的方法僅作為了解，可以完全熟悉掌握最上麵的三種方法我覺得就足夠支撐我們的日常工作了，希望能對你產生幫助。

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來源：Thepoly公眾號