用于增强凹凸贴图的平滑切线空间法线

为了增强 3D 模型的视觉质量，许多图形应用程序都采用凹凸贴图技术。然而，当仅根据面数据计算切线空间法线时，实现平滑且真实的结果可能会带来挑战。

计算详细信息

当前方法计算切线、副法线、和每个面的法线向量，忽略模型文件中已经存在的法线。该技术利用边缘数据和纹理空间向量来确定这些值，依靠叉积最终导出法线。

小平面问题

这种方法通常会导致多面外观，边缘锐利，面之间的过渡不自然。出现这种情况的原因是计算出的法线在顶点之间不连续，导致光照和着色发生突然变化。

解决方案：基于顶点的法线

要解决此问题，解决方案在于计算每个顶点的法线。这可以通过利用模型文件中提供的法线或对其进行平滑以防止分面来实现。

算法

1. 初始化顶点法线累加器: 为每个顶点分配一个初始法向量 (0, 0, 0).
2. 计算并累积面法线： 对于每个面，照常计算其法线向量。将此法线添加到该面中使用的顶点的法线累加器。
3. 标准化累积法线： 将每个顶点的法线累加器除以它所属的面数。这会产生平均法线。
4. 切线和副法线计算：利用平均顶点法线以及边缘数据和纹理空间向量来计算每个顶点的切线和副法线向量。
5. 使用平滑法线： 生成的顶点法线为切线空间计算提供更平滑的基础，消除了多面外观和增强凹凸贴图的真实感。