第七章 基礎紋理

導言

在OpenGL里，紋理空間的原點位于左下角，而在DirectX中，原點位于左上角。Unity中使用的紋理空間是符合OpenGL的傳統的，位于紋理左下角。

一、單張紋理

通常使用一張紋理來代替物體的漫反射顏色。

紋理導入面板

• Filter Mode ，代表紋理拉伸時的濾波模式，支持3種模式： Point、Bilinear、Trilinear；效果依次增加。
• 紋理縮小時，多個像素將會對應一個目標像素。我們往往需要處理抗鋸齒問題。一個最常用的方法是使用多級漸遠紋理（mipmapping）技術。即提前用了濾波處理得到了更多更小的圖像，儲存起來。運行時，可以直接使用。通常需要多占用33%的空間。
  • Point：使用最近鄰濾波，在放大或縮小時，采樣像素數目通常只有一個，一次圖像看起來有種像素風格。
  • Bilinear：使用線性濾波，對于每個目標像素，它會找到4個近鄰像素，然后對它們進行線性插值混合后得到的最終像素，因此圖像看起來被模糊了。
  • Trilinear：除了Bilinear所做的工作之外，還會在多級漸遠紋理之間進行混合。
• 紋理的最大尺寸：unity允許不同平臺發布游戲時，選擇不同的分辨率。如果導入的紋理大小超過了Max Texture Size中的設置值，那么unity將會把該紋理縮放為這個最大分辨率。理想情況下，導入的紋理可以是非正方形的，但長寬的大小應該是2的冪。這樣unity內部才能進行壓縮，而且GPU讀取該紋理的速度更快。

二、凹凸映射

兩種凹凸映射做法

高度映射：使用一張高度紋理來模擬表面位移，然后得到一個修改后的法線值。優點是直觀，缺點是消耗運行時性能。高度紋理更多用來存儲地形信息。高度圖中存儲的是強度值，表示模型表面局部的海拔高度。

法線映射：直接存儲表面法線信息，由于法線方向的分量范圍在[-1, 1]，而像素的分量范圍是[0,1]，因此我們需要做一個映射，通常使用的映射就是。所以我們從法線紋理進行采樣后，需要進行一次反映。
$$pixel=\frac{normal+1}{2}$$

模型空間法線紋理 VS 切線空間法線紋理：

模型空間優點：

實現簡單，直觀；

在紋理坐標的縫合處和尖銳的邊角部分，可見的突變較少；

切線空間的優點：

紋理可復用；

可進行UV動畫；

可壓縮；

Unity中的法線紋理類型

Unity可以把法線紋理標識成Normal map類型，此時可以使用shader中內置的UnpackNormal函數，來得到正確的法線方向。

當我們把紋理類型設置為Normal map，可以讓Unity根據不同平臺對紋理進行壓縮（DXT5nm）。原理就是發現紋理只有兩個通道是真正具有信息的，第三個通道的值可以用另外兩個推導出來（法線是單位向量，切線空間下的法線方向的Z分量為正）。

三、 漸變紋理

使用漸變紋理來控制漫反射光照的結果。

• 書本這里使用半蘭伯特模型，計算UV坐標。書里沒有明說這么做的理由是什么，這里部分是我自己思考的。我們的目的是得到顏色分層的結果。觀察漸變紋理，我們發現色帶前面的對應陰影部分，后面對應光照強烈的部分。所以每個片元收到的光照越強，就應該對應色帶值大的分。正好半蘭伯特模型也是這樣，受到的光照越強，得到的值越大。就這樣應用過來了。
• 注意：漸變紋理的Weap Mode需要設置為Clamp模型，防止紋理采樣時由于浮點數精度造成問題。

四、遮罩紋理

遮罩紋理，字面翻譯就是通過遮罩保護某些區域，使它免于某些修改。比如書中例子的高光遮罩紋理，在紋理RGBA的R分量里儲存了mask值。在shader中通過下面的語句使用。采樣了遮罩紋理，然后將值乘在原高光分量上。用來控制高光的強度。

// Get the mask value fixed specularMask = tex2D(_SpecularMask, i.uv).r * _SpecularScale; // Compute specular term with the specular mask fixed3 specular = _LightColor0.rgb * _Specular.rgb * pow(max(0, dot(tangentNormal, halfDir)), _Gloss) * specularMask;

• 其實看到這里我們已經發現了，我們想逐像素的控制表面屬性。就把對應像素的參數都填充在一個紋理里，在shader中參與計算就行了。通常，我們可以充分利用一張紋理的RGBA四個通道，用于儲存不同的表面屬性參數。

引用

• 如何創建法線貼圖

• Unity Shader入門精要 閱讀筆記十

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Unity 基础纹理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。