Согласование карт нормалей касательного пространства с рендерером

Диагностируйте несогласованность координат

Карта нормалей касательного пространства хранит направления относительно системы координат поверхности. Она не описывает неровности в мировом пространстве сама по себе. Поэтому чистое запекание может давать швы или перевёрнутые детали, если импортированная сетка либо шейдер иначе трактует эту систему. Исследуйте сетку, запекание, текстуру и шейдер вместе: закрашивание шва способно скрыть настоящее расхождение.

Проследите базис и кодирование

Базис содержит касательную T, бикасательную B и нормаль N. Распространённое соглашение восстанавливает B = sign * cross(N, T) и преобразует выбранное направление полученным базисом TBN. MikkTSpace описывает знак ориентации и необходимость согласованных преобразований запекания и рендеринга. [1]

Беззнаковые текстуры нормалей обычно кодируют знаковые компоненты направления в диапазоне 0–1; Microsoft описывает это представление и пример восстановления из двух каналов. [3] Соглашения, называемые форматами нормалей OpenGL и DirectX, различаются направлением, которое представляет зелёный канал. [2]

Проверьте зеркальную панель

Представьте панель с обычным UV-островом и зеркальным. Примените синтетическую нормаль, направленную вдоль положительного касательного Y. При правильной ориентации оба острова отвечают согласно своей системе поверхности. Если только зеркальный остров реагирует противоположно, проверьте сохранённый знак и разделение вершин до глобального переворота зелёного канала.

Затем подставьте нейтральную кодированную нормаль (0.5, 0.5, 1.0) для беззнаковой RGB-карты. Если шов остался, исследуйте нормали сетки, преобразования или интерполяцию, а не подробное запекание. Это диагностическая конструкция, а не универсальное требование к формату текстуры.

Сделайте подготовку ресурсов воспроизводимой

Зафиксируйте низкополигональную сетку до запекания. Запишите триангуляцию, набор UV, нормали вершин, генератор касательных и соглашение нормалей. При экспорте сохраняйте необходимые разрывы вместо объединения вершин лишь по совпадению позиций.

Импортируйте текстуру как данные направлений и проверьте декодер шейдера. Проведите один источник света по кривой поверхности, жёсткому ребру и зеркальному шву. Проверьте несжатую текстуру до оценки артефактов сжатия. Сравните результат рендерера с инструментом запекания на той же сетке и сохраните объект для регрессионных проверок.

Учитывайте ограничения метода

Одинакового генератора касательных недостаточно при изменении триангуляции или соглашения интерполяции; MikkTSpace отдельно предупреждает о разных диагоналях четырёхугольников. [1] Инверсия зелёного канала исправляет несовпадение направления оси, а не произвольные ошибки касательных.

Карта нормалей меняет направление затенения и не создаёт отсутствующий геометрический силуэт. Если крупный план требует выступающего края, решите, нужна ли геометрия или другое представление поверхности. Отделяйте это решение от исправления нарушенного соглашения о касательных.

Источники

• [1] MikkTSpace interface and integration notes — Morten S. Mikkelsen.
• [2] OpenGL and DirectX normal formats — Adobe Substance 3D.
• [3] NormalMapEffect normal-map encoding — Microsoft DirectX Tool Kit.