相关概念
纹理
用一张图片控制模型的外观
具体的做法是将一张图“黏”在模型表面，逐纹素控制模型的颜色
纹理映射坐标
模型顶点在纹理中对应的2D坐标
利用纹理展开技术可将纹理映射坐标存储到模型的各顶点上
用(u,v)表示，称为UV坐标
UV坐标的范围通常会被归一化到0~1范围内
单张纹理
简单实现
用纹理代替物体的漫反射颜色
Porperties中声明纹理属性
_Specular ("Specular", Color) = (1,1,1,1)
CG代码片中声明匹配的变量
// 用 纹理名_ST 声明某个纹理的属性 (ST: scale translation)
// 缩放,平移 xy存储的是缩放值,.zw存储的是偏移值
float4 _MainTex_ST;
在顶点着色器中使用属性_MainTex_ST对顶点纹理进行变换，得到纹理坐标
// 先缩放,再偏移
o.uv = v.texcoord.xy * _MainTex_ST.xy + _MainTex_ST.zw;
在片元着色器中，在计算漫反射时使用纹理的纹素值
// 反射率：对纹理进行采样(被采样纹理, 纹理坐标)得到纹素值 ,再乘以颜色得到材质的反射率
fixed3 albedo = tex2D(_MainTex, i.uv).rgb * _Color.rgb;
// 环境光 : 反射率与环境光相乘得到环境光
fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * albedo;
// 漫反射
fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * albedo * max(0, dot(worldNormal, worldLightDir));
纹理相关属性
TextureType
为导入的纹理选择类型（如法线等）
选择正确的类型能让Unity对纹理进行优化
WrapMode
当纹理坐标超过0~1范围后，如何平铺纹理
2种模式
- Repeat：纹理不断重复
- Clamp：截取到边界值，形成条形结构
FilterMode
当纹理由于变换而产生拉伸时，会采用哪种滤波模式
- Point：最近邻滤波，采样像素数只有1个（像素风格）
- Bilinear：线性滤波，找到4个邻近像素，对它们进行线性插值（模糊）
- Trilinear：与Bilinear类似，在mipmap间进行混合
效果（图片质量）提升，耗费性能增大
Generate Mip Maps
纹理缩小：原纹理多个像素对应到一个目标像素
使用多级渐远纹理（mipmapping）解决
- 多级渐远纹理
将原纹理提前用滤波处理得到很多更小的图像，形成若干层，每层毒上一层的图像进行了降采样
实时运行时，根据物体与摄像机的距离使用对应的纹理（空间换时间）
MaxSize
导入的纹理可以非正方形，但其长宽都应是2的幂
Format
Unity内部用来存储纹理的格式
纹理格式精度越高，效果越好，占用的内存空间越大
凹凸映射
目的：用一张纹理修改模型表面的法线，为模型提供更多的细节（不会真的改变模型的顶点位置）
进行凹凸映射的方法
- 高度纹理（映射）：模拟表面位移，得到修改后的法线值
- 法线纹理（映射）：直接存储表面法线
高度纹理
高度图中存储高度值，表示模型表面局部的海拔高度
颜色深浅表示：颜色越浅表面越向外凸起，颜色越深表面越向里凹
优点：直观
缺点：计算复杂
法线纹理
法线方向与像素值
纹理图中存储的是表面的法线方向对应的像素值
因为法线方向（-1,1）与像素（0,1）的分量不一样，因此需要通过映射将法线方向值映射到像素值上
像素值 =（法线方向值+1）/ 2
法线纹理图中存储的法线方向在哪个坐标空间？
模型空间（因为模型顶点自带的法线本身就是定义在模型空间）
切线空间：每个顶点有属于自己的切线空间，该切线空间的原点是顶点本身，z轴是法线方向，x轴是切线方向
- 优点：
自由度高：记录的是相对法线信息，因此可以将某个纹理应用到另一个不同的网格上
UV动画：通过移动UV坐标实现凹凸移动的效果
可重用
可压缩：z方向一定为正，因此可以仅存储xy方向，经运算得到z方向
选择切线空间的法线纹理
实践
在切线空间下进行光照计算
- 顶点着色器：将视角方向和光照方向从模型空间变换到切线空间
- 片元着色器：得到切线空间下的法线（纹理采样），与切线空间下的视角方向、光照方向进行计算，得到光照结果
在世界空间下进行光照计算
- 顶点着色器：计算从切线空间到世界空间的变换矩阵
通过顶点的切线、副切线和法线在世界空间下的表示得到 - 片元着色器：把法线纹理中的法线防线从切线空间变换到世界空间
Unity中的法线纹理类型
将纹理类型设置为Normal map后，若勾选Create from Grayscale，则会从高度图生成法线纹理
- Bumpiness控制凹凸程度
- Filtering决定计算凹凸程度的方式：Smooth平滑，Sharp使用Sobel滤波生成法线
渐变纹理
用渐变纹理控制漫反射光照的结果
通过这种方法可以更灵活地控制光照结果
步骤
- 计算halfLambert：通过法线方向和光照方向得到
- 构建纹理坐标
- 用纹理坐标对渐变纹理（_RampTex，一维纹理，纵轴方向颜色不变）进行采样
- 漫反射颜色：将采样得到的颜色与材质颜色相乘
- 最终颜色：环境光+漫反射+高光
需将渐变纹理的WrapMode设置为Clamp模式，防止在接缝处出现突变，导致黑点
遮罩纹理
遮罩：保护指定区域，使其不受某些修改
步骤
-通过采样得到遮罩纹理的纹素值
-使用其中某（几）个通道值与某种表面属性相乘，若该通道值为0，则可以保护表面不受该属性影响
其他遮罩纹理
可以充分利用一张纹理的RGBA四个通道来存储不同的属性
- R：高光反射强度
- G：边缘光照强度
- B：高光反射的指数部分
- A：自发光强度
