三维图形渲染中常见的贴图
贴图（Map）是美术在ps等软件中制作产生的一张图片。
在三维图形渲染中，贴图与shader组合成材质，用来告诉gpu如何进行绘制，决定了三维模型表面最终呈现出来的颜色。
贴图作为材质中使用的图像。 将它们映射到应用这个材质的表面，然后直接应用到诸如漫反射贴图之类的地方，或者在材质中将贴图的贴图像素值作为蒙板使用，或用于其它计算。在作为HUD时，可直接进行绘制。
贴图格式
贴图有很多格式如：dds、tga、bmp、png、jpg等。
| 名称 | 详细说明 |
| dds |
使用DXTn算法来按照块(4x4)为单位来压缩存储，有效减少了纹理内存消耗，可被GPU硬件解压缩 支持mipmap层级数据存储，专门为纹理而设计的贴图 8位:R3G3B2 16位:A1R5G5B5、A4R4G4B4、R5G6B5、A8R3G3B2、X4R4G4B4 24位:R8G8B8 32位:A8R8G8B8、A2R10G10B10、X8R8G8B8 64位:A16B16G16R16
注：X表示未设置或通道不明（可能是R、G、B、A，或其他含义的数据）
一些工具： ① nVidia的Texture Tools for Adobe Photoshop （8.23.1101， 7.83.0628） ② nVidia的Legacy Texture Tools ③ nVidia的DDS Thumbnail Viewer ④ nVidia的Windows Texture Viewer ⑤ nVidia的max dds Plugin |
| tga |
非压缩的，支持透明，可用于存储8位、15位、16位、24位、32位图像数据 支持alpha通道、颜色索引、RGB颜色、灰度图 游戏中常常使用tga作为贴图的存储格式 |
| bmp |
非压缩的，格式有1位、4位、8位、16位、24位、32位 1位(单色位图): 一个像素只占一位，要么是0，要么是1，所以只能存储黑白信息 4位(16色位图):一个像素4位，有16种颜色可选 8位(256色位图):一个像素8位，有256种颜色可选 16位:X1R5G5B5、R5G6B5、X4R4G4B4 24位:R8G8B8 32位:X8R8G8B8 |
| png |
压缩的，格式有8位、24位、32位三种形式 其中8位PNG支持两种不同的透明形式（索引透明和alpha透明） 24位PNG不支持透明 32位PNG在24位基础上增加了8位透明通道 |
| jpg |
有损压缩，可按照图片质量来设定压缩比 支持的像素格式：R8G8B8 不支持透明 |
贴图类型
Diffuse Map（漫反射贴图，也称为颜色贴图；Base Color；Albedo Map -- 反照率贴图，固有色）
用于表现物体被光照射到而显出的颜色和强度 注：需要勾选sRGB，来指明该贴图被编码伽马，需要执行display gamma，将其转换到线性空间
Base Color; Albedo Map -- 反照率贴图，固有色：不要带有任何光照或阴影信息，它存储的是漫反射信息，也就是物体的固有颜色。
Bump Map（凹凸贴图）
1978年由Jim Blinn提出，计算顶点光强的时候，不是直接使用该顶点的原始法向量，而是在原始法向量上加上一个扰动得到修改后的法向量，经过光强计算，能够得到凹凸不平的表面效果。
No self-occlusion（无自遮挡）, No self-shadow（无自阴影），No silhouettes（无轮廓）
Displacement Map（置换贴图、移位贴图）
1984年提出，直接作用于顶点，根据Distancement Map中对应顶点的像素值，使顶点沿着法向移动，产生真正的凹凸表面。
Normal Map（法线贴图）
1996年提出，贴图中的RGB表示法向量的xyz，利用此信息计算光强，产生凹凸阴影的效果。No self-occlusion（无自遮挡）, No self-shadow（无自阴影），No silhouettes（无轮廓）
有两种制作法线贴图的方法：
① 从三维的模型渲染出一张法线贴图 （用高模跟低模重叠在一起，把高模上的细节烘焙到低模的UV上，这里需要低模有一个不能重叠的UV）
② 在ps中转换一张高度贴图（height map）成为一个法线贴图。（使用NVIDIA Texture Tools ps插件）
Parallax Occlusion Mapping（Virtual Displacement Mapping，视差贴图）
2001年提出，没有修改vertex的位置，以视线和height map计算较陡峭的视角给vertex较少的位移，透过视差获得更强的立体感。
是一种改进的Bump Mapping技术，相较于普通的凹凸贴图，视差贴图技术得到凹凸效果得会更具真实感（如石墙的纹理将有更明显的深度）。
视差贴图是通过替换渲染多边形上的顶点处的纹理坐标来实现的，而这个替换依赖于一个关于切线空间中的视角（相对于表面法线的角度）和在该点上的高度图的方程。
简单来说，Parallax Occlusion Mapping (POM)利用Height Map进行了近似的Texture Offset。
No self-occlusion（无自遮挡）, No self-shadow（无自阴影）
Relief Mapping（Steep Parallax Mapping，浮雕贴图）
2005年提出，有人把它誉为凹凸贴图的极致。更精确地找出观察者的视线与高度的交点，对应的texture坐标则是位移的距离，所以能更正确地模拟立体的效果。Relief Mapping实现了精确的Texture Offset。
浮雕贴图方法不仅更容易提供更深的深度,还可以做出自阴影和闭塞效果,当然算法也稍稍有点复杂，具体细节可以参考这篇中文文献：Relief mapping:凹凸贴图的极致
self-occlusion（自遮挡）, self-shadow（自阴影），view-motion parallax（视觉运动视差）， silhouettes（轮廓）
Height Map（高度贴图）
灰度图，它通过像素来定义模型表面的高度。像素越白的地方越高，越黑的地方越低，灰色的在中间，从而表现不同的地形。
Specular Map（镜面光贴图，也称高光贴图）或Reflective Map或Gloss Map（光泽贴图）
灰度图，像素越白的地方镜面反射越强，越黑的地方镜面反射越弱，用来表现模型表面反光程度（塑料>木头>皮肤>布料），从而区分不同材质
Mask Map（Opacity Map，Opacity Mask Map，不透明贴图，遮罩贴图）
Emission Map（Emissive Map，Self-Illumination Map [自发光贴图]）
仅仅是提高贴图本身的亮度，不受场景光源和摄像机位置影响，也不会照亮其他物体 注：需要勾选sRGB，来指明该贴图被编码伽马，需要执行display gamma，将其转换到线性空间
Glow Map（辉光贴图）
模拟闪耀的效果，它不会照亮环境，不受场景光源和摄像机位置影响。过分的辉光效果会使人眼花缭乱，因此常用于模型细小部位，例如机器人的眼睛，装备上的宝石挂饰等
a是没有辉光的效果，c是加了辉光的效果 ，b为通过辉光贴图抠出来的像素
对b抠出来的像素做模糊（blur）处理，模糊会导致向外扩展一些像素，形成辉光的效果，然后再与a图进行Alpha Blend即可
Light Map（光照贴图）
把物体光照信息预先烘焙保存到光照贴图中, 实时绘制时不再进行光照计算, 而是采用该贴图来表示明暗效果
Shadow Map（阴影贴图）
可预先烘焙或实时计算。
Ambient Occlusion（AO贴图，环境阻塞贴图，Occlusion贴图，也简称为OCC或白模）
使用一张灰度图来表示物体之间相互影响的效果，可以理解为明暗素描那样的一种表现形式，
主要用于改善阴影，贴图中越黑的地方，阴影就会加得越深（若输入一张纯白的AO贴图，相当于关掉了AO效果），给场景(模型)更多的深度，有助于更好的表现模型的细节。
Ambient Map（环境照明贴图，也可称为背光贴图）
这里的Ambient不同于AO贴图中的Ambient，它作为Diffuse的一部分，控制着物体背光的色彩变化，同时也对迎光面产生一些影响。
在现实中，物体的背光面仍会受到环境中各种光线反弹的照亮，也不会是纯黑的。环境照明贴图常用在场景灯光不足的情况，用于提高物体暗面的亮度。
Environment Map（环境贴图），也称为反射贴图（Reflection Map）
用一张贴图映射到反射对象上，使得在反射对象上看到场景的影像；这张图可以是一张做好的假的环境贴图，也可以实时生成（把反射对象当作一个虚拟眼睛，实时将场景生成一张虚拟的贴图）。
按照映射的方式又分为：球面环境映射贴图（标准环境映射贴图，Sphere Map）、立方体环境映射贴图（Cube Map）、双抛物面环境映射贴图（Parabola Map） Spherical, Cubic, and Parabolic Environment Mappings.pdf
Glossiness Map（光泽度贴图）
PBR材质中用到的贴图，为一张灰度图，用于控制模型微表面粗糙程度。
图中像素越白的地方，微表面越光滑，单个像素的反射光线的方向范围就越集中，高光点就越小越亮，将周围环境映射到模型表面就显得越清晰
Roughness Map（粗糙度贴图）
灰度图，与Glossiness Map功能一样，只是图中存储的值是相反的：像素越白的地方，越粗糙
Metallic Map（金属度贴图）
PBR材质中用到的贴图，为一张灰度图
越白的地方，金属度越高；越黑的地方，非金属度越高。
对于纯表面，例如纯金属，此值为1；纯石头、 纯塑料等该值为0。
对受腐蚀、落满灰尘或生锈金属之类的混合表面时， 则需要介于0与1之间的值。
很少有金属与非金属之间的过渡物质的表现。因此，金属度贴图的制作要诀就是——高对比，不要画得太灰。
Phong贴图管线
PBR贴图管线
参考
Shader中贴图知识汇总： 漫反射贴图、凹凸贴图、高光贴图、 AO贴图、环境贴图、 光照纹理及细节贴图
【《Real-Time Rendering 3rd》 提炼总结】(五) 第六章 · 纹理贴图及相关技术
