自己連了一個(gè)卡得不是很通的oldschool+的卡通材質(zhì)。并且還手寫了一遍，一些不懂的地方就是參考的連連看的代碼，然后有些自己踩的坑我也標(biāo)注出來了

然后作業(yè)我就不細(xì)看了，我想著先主要學(xué)新知識(shí)把。

時(shí)隔多天繼續(xù)學(xué)，我想著第一步先把我的項(xiàng)目管理給搞好，之前雖然說每次新建一個(gè)shader都要重命名路徑，但最終為了方便，命名和路徑還是亂七八糟了（至少個(gè)人感覺是這樣的）。之前會(huì)搞得很亂主要還是因?yàn)闆]理清楚shader的路徑原理。Shader自身開頭的那個(gè)路徑，不代表文件路徑，而是在shader列表里面的路徑（個(gè)人目前理解）。因此在管理文件的時(shí)候，除了shader文件的路徑要管好，shader列表里的路徑也要管好（而且這邊要更有條理）。

然后莊懂講到了法線貼圖的使用。雖然之前也用過挺多法線貼圖，也能明白它的作用，但是其實(shí)還挺淺顯，也就是知道使用后能把復(fù)雜的凹凸信息給加到平面上。這次借著這個(gè)機(jī)會(huì)，我正好深入點(diǎn)學(xué)習(xí)法線貼圖。（不過目前也只是初步地深入學(xué)習(xí)，后續(xù)還會(huì)繼續(xù)往更深的地方了解）

首先，我們需要明確一個(gè)觀點(diǎn)，物體本身已經(jīng)有了自己的法線，法線紋理貼圖只是偽造一個(gè)虛假的法線信息，使模型在計(jì)算光照時(shí)用上這些虛假的法線信息。

那么我們先從物體本身的法線信息入手。首先對(duì)于一個(gè)面來說，它的法線很好確定，兩條邊的叉乘即可。但是如果只有面的法線，在計(jì)算光照的時(shí)候，每個(gè)面之間就會(huì)有明顯的邊緣，因此，我們需要進(jìn)行平滑法線操作。即計(jì)算每個(gè)頂點(diǎn)的法線，然后對(duì)于面內(nèi)的點(diǎn)，根據(jù)它與三個(gè)頂點(diǎn)的距離來進(jìn)行權(quán)重計(jì)算以此確定這個(gè)一個(gè)點(diǎn)的虛假法線（真實(shí)法線永遠(yuǎn)都是它所在面的法線的）。（頂點(diǎn)法線的計(jì)算方式也是一個(gè)坑，通常來說，對(duì)于一個(gè)頂點(diǎn)被三個(gè)面共享的情況，常見的做法是將該頂點(diǎn)的法線計(jì)算為這三個(gè)面的法向量之和，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行歸一化。但復(fù)雜情況下，還要考慮面積權(quán)重等等。）

現(xiàn)在的模型基本都會(huì)自帶面和頂點(diǎn)法線信息，而即使沒有法線信息，unity也可以通過特定算法生成，原理很簡(jiǎn)單，這里不贅述。但總之，我們了解物體的法線的概念。

法線貼圖有兩種一種是模型空間下的法線貼圖，一種是切線空間下的法線貼圖，這兩種有什么區(qū)別呢？首先我要再重復(fù)一遍，法線紋理貼圖只是偽造一個(gè)虛假的法線信息，使模型在計(jì)算光照時(shí)用上這些虛假的法線信息。

然后說模型空間的法線貼圖。（寫到這突然發(fā)現(xiàn)我快想把這玩意寫成科普而不是筆記了，算了那種基礎(chǔ)的東西不寫了，比如顏色是啥意思）每個(gè)三維模型都有其自己的本地坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系相對(duì)于模型自身而言是固定的。模型空間的原點(diǎn)通常位于模型的幾何中心或基準(zhǔn)點(diǎn)上。模型空間中的坐標(biāo)軸定義了模型的方向和尺度。而這個(gè)貼圖就是對(duì)它各個(gè)點(diǎn)（不是模型的點(diǎn)，就是指它的表面微分到的最小單位）直接指定了新的法線方向，所以會(huì)有各種顏色（因?yàn)榉ň€朝向各個(gè)方向）

然后是切線空間中法線紋理，首先說說切線空間（Tangent Space），研究了半天，但還是有些模糊的地方。我就不說我認(rèn)知進(jìn)階的過程了，直接說我現(xiàn)在的認(rèn)知結(jié)果。對(duì)于一個(gè)模型來說，它表面的切向是由紋理映射的u坐標(biāo)決定的。即切向就是u軸方向。但是有以下幾點(diǎn)，1：副切向（在切平面且垂直切向的），不是v軸方向，且v軸方向也不垂直u軸方向。2：這個(gè)切向不是切線空間中的切向。那么，切線空間的三個(gè)坐標(biāo)軸要怎么取得？，首先，我們目前拿到一個(gè)點(diǎn)（不管是頂點(diǎn)還是面上的），確定了它的法線和它的切向（u軸方向）。那么t軸和b軸就可由下面公式求得其實(shí)很好理解，切向不一定和法線正交，所以要正交化，然后正交化后獲得了t軸和n軸，那么b軸之間叉乘即可。

我現(xiàn)在的疑問就是，對(duì)于一個(gè)由幾個(gè)面共享的頂點(diǎn)，如果它到底以哪個(gè)面的u方向?yàn)闇?zhǔn)呢？如果uv是斷開的，又怎么算呢？雖然說切向根本上是以下面這個(gè)公式來計(jì)算，但是也是需要確定好這個(gè)頂點(diǎn)屬于的面。還是說隨便用哪個(gè)面算出來的結(jié)果都是一樣的？不過我現(xiàn)在也不懂怎么驗(yàn)證。不知道以后能不能解決。

總之切線空間了解后，它的法線貼圖就很好理解了，物體默認(rèn)的法線在切線空間下統(tǒng)一為(0,0,1)，而切線空間的法線貼圖也是之間指定了新的法線方向。（為什么通常只有淺藍(lán)，因?yàn)槟J(rèn)法線就是淺藍(lán)色，改變的話才會(huì)變顏色，但因?yàn)橥ǔ６际莕軸正方向上的，所以都是偏藍(lán)色調(diào)的）

關(guān)于這兩種貼圖的優(yōu)劣和特質(zhì)，《入門精要》里寫得挺清楚，不贅述。

回到莊懂這里，切向空間下的法線貼圖的使用，首先用unpacknarmal函數(shù)解碼法線貼圖（主要是解碼，區(qū)間重映射，要uv可能是因?yàn)橐_定法線貼圖的uv坐標(biāo)），然后構(gòu)建TBN矩陣（其實(shí)就是切線空間的基，由Tangent切線、Bitangent副切線、Normal法線的方向構(gòu)成），然后由解碼的切線空間法線乘TBN矩陣，就可以得到世界空間下的法線信息，然后那這個(gè)法線去搞光照模型。(其實(shí)就是基的變換，這里復(fù)習(xí)一下線代知識(shí)：假如有兩個(gè)基，a基和b基（矩陣形式），有一個(gè)向量v，如果我想把b基下的向量v（即vb）轉(zhuǎn)換為a基下的向量v（即va）那么va等于（vb）乘（a基下的b基）)

手寫注意事項(xiàng)：

默認(rèn)是bump

隨時(shí)注意歸一化。

參考資料：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/412917695

https://zhuanlan.zhihu.com/p/139593847

https://zhuanlan.zhihu.com/p/412555049

總感覺這筆記有點(diǎn)潦草，以后有啥悔悟再補(bǔ)吧。這次其實(shí)就是初步深入了解法線貼圖。而且其實(shí)還不夠深入。等以后用到的時(shí)候再繼續(xù)深入。