我们知道一个模型有许多面，每个面有法线，当我们从高模到低模的时候，就需要细节贴图和法线贴图来弥补。（细节贴图有好多种，对应的shader也有好多种，这里不详细讲解）
而物体的法线贴图存储的位置，而发现贴图是一个面的数据，并不是物体的数据，当前面用什么法线贴图，如果转存为物体，则必须根据物体的坐标系来建立贴图关系，这样法线贴图无法复用，所以需要一个相对于面的局部空间位置的法线。而切线空间更进一步，直接在点上建立坐标系。
切线空间是一个根据顶点的位置和当前点位置的UV方向和法线生成的一个局部坐标系。而调整的法线贴图存储的就是关于这个坐标系的数据。
定义：每两个顶点中，满足下面公式：
\[E_1 = \Delta U_1T + \Delta V_1B \]
\[E_2 = \Delta U_2T + \Delta V_2B \]
一个三角面 A B C 三点，A 对应位置是 PosA 对应UV坐标UVA(UA, VA), B 对应位置是 PosB 对应UV坐标(UB, VB), C 对应位置是 PosC, 对应UV坐标(UC, VC).
则上面公式展开为：
\[PosB-PosA = (UB-UA) T + (VB-VA)B \]
\[PosC-PosA = (UC-UA) T + (VC-VA)B \]
求出 T 和 B 的值。Normal 是当前顶点的法线。或者说是在建模软件中，编辑的顶点法线，这样可以通过顶点法线和当前的uv等信息，重建TBN矩阵，大多数的切线空间法线贴图是可以直接用的。
通过此方式，得到的TBN数值，把当前编辑的法线通过UV转换到切线空间，导出贴图。（在早期有许多建模软件实现方式不一样，渲染器对应的渲染方式不一样，导致阴影和接缝处问题很多）
一般建模软件有平滑法线的功能，但有的棱角的地方，不能平滑，这里需要额外的方案，比如说手动断UV 等等方式解决（建模有教程）。
详细计算方式和原理可查看 https://learnopengl-cn.github.io/05 Advanced Lighting/04 Normal Mapping/ 中的切线空间节点。
通过UV获取法线贴图，通过当前平滑过来的TBN矩阵，把切线空间的法线转为世界空间。（需要model矩阵，从局部空间转世界）
有的需要顶点输入的TBN，在经过光栅化到片元着色器的时候，TBN三个轴有可能不垂直了，有的着色器重新通过顶点法线来重新计算TBN的值。
但目前看UE和unity等引擎和一些建模软件使用 mikktspace 算法，不需要这么做了。官网提供了源码，很多软件导出也支持 mikkt 导出。
此内容由惯性聚合(RSS阅读器)自动聚合整理，仅供阅读参考。 原文来自 — 版权归原作者所有。