什么是凹凸贴图？
凹凸贴图利用计算机图形在3D模型表面上创造出深度和纹理的错觉。通过灰度图像和简单的光照技巧在物体表面人工创建纹理，而非手动制作每个凹凸和裂纹。
凹凸贴图实际上是今天我们讨论的几种贴图中较老的一种。首先，你需要了解的是凹凸贴图所创造的细节是虚假的。凹凸贴图并不会给模型增加额外的分辨率。通常，凹凸贴图是限于8位色彩信息的灰度图像，即只有256种不同程度的黑、灰、白。
这些凹凸贴图中的值主要用来告诉3D软件两件事：向上或向下。当凹凸贴图中的值接近50%灰时，表面上几乎不会有细节显现。随着值变亮，趋向白色，细节仿佛从表面突出；相反，当值变暗，接近黑色时，则看似向内凹陷。
凹凸贴图的优点
凹凸贴图非常适合于在模型上创建微小细节，如皮肤上的毛孔或皱纹。并且，在Photoshop这样的2D应用中创建和编辑相对简单，因为你只需处理灰度值。
凹凸贴图的局限
凹凸贴图的问题在于，如果摄像机从错误的角度观察，它们很容易失效。由于它们创造的细节是虚假的，没有实际增加几何体的分辨率，因此应用了凹凸贴图的几何体轮廓始终不会受到贴图的影响。
什么是法线贴图？
法线贴图可以被视为一种更新、更好的凹凸贴图。与凹凸贴图一样，你需要首先了解法线贴图创造的细节也是虚假的。它们不会为场景中的几何体添加额外的分辨率。
最终，法线贴图确实在模型表面上营造出深度细节的错觉，但方式与凹凸贴图不同。我们知道，凹凸贴图使用灰度值提供上下信息。而法线贴图则使用直接对应3D空间X、Y和Z轴的RGB信息。这些RGB信息告知3D应用每个多边形表面法线的确切方向。表面法线的方向，常简称法线，指示了3D应用如何对多边形进行着色。
在学习法线贴图时，你应该知道有两种完全不同的类型。这两种类型在2D空间查看时看起来完全不同。最常用的是称为切线空间法线贴图，主要是紫色和蓝色的混合。这类贴图最适合在动画中需要变形的网格。切线空间法线贴图非常适合角色类物品。而对于不需要变形的资产，通常会使用对象空间法线贴图。
法线贴图的优点
这些贴图拥有彩虹般的各种颜色，并且性能略优于切线空间贴图。考虑使用法线贴图时，确实有一些需要注意的地方。与凹凸贴图不同，这类贴图在Photoshop这样的2D软件中创建或编辑可能非常困难。你可能需要使用高分辨率版本的网格烘焙出法线贴图。
法线贴图的局限
然而，对于编辑这类贴图也有一些例外。例如，MARI有能力绘制我们在法线贴图中看到的那种表面法线信息。在支持性方面，法线贴图已相当广泛地集成到大多数渲染管线中。但与凹凸贴图不同，也有例外情况，其中之一是移动游戏设计。直到最近，硬件才发展到移动游戏开始在其管线中采用法线映射的程度。
什么是置换贴图？
置换贴图（顾名思义）物理地位移应用于其上的网格。为了基于置换贴图创建细节，通常网格必须细分或曲面细分，以生成真实几何体。
置换贴图的伟大之处在于，它们既可以由高分辨率模型烘焙出来，也可以手工绘制。与凹凸贴图一样，置换贴图也由灰度值组成。
置换贴图的优点
对于为低分辨率网格增加额外细节而言，置换贴图是最佳选择。虽然你可以使用8位置换贴图，但几乎总是通过使用16位或32位置换贴图获得更好的结果。尽管8位文件在2D空间可能看起来不错，但导入3D后，有时会因值范围不足而导致带状或其他伪影。
置换贴图的局限
关于置换贴图，不那么好的一点是实时创建所有这些额外几何体对系统来说极其困难且负担沉重。因此，大多数3D应用会在渲染时计算最终的置换结果。
与凹凸或法线贴图相比，置换贴图也会显著增加你的渲染时间。由于这种额外的几何体，置换贴图的效果难以超越。由于表面实际上被修改，轮廓反映了额外的几何体。在决定使用之前，你应始终权衡置换贴图的成本与其带来的好处。
结合使用凹凸、法线与置换贴图
在某些情况下，你可能可以在同一资产上结合使用凹凸或法线贴图与置换贴图。最好的做法是利用置换处理几何体的大变化，而用凹凸或法线处理精细细节。无论选择哪种贴图，理解每种贴图的工作原理及其优缺点都将使你的决策更加容易。
最终，你选择的贴图应是最符合你面临场景需求的那一种。
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