遊戲開發指南/理論/燈光/光線法線

為了展示光線應該如何與幾何圖形互動，應該使用一個光線法向量。

面法線與頂點法線

左圖：面法線（a），頂點法線（b）。右圖：頂點法線在角度小於 90° 的形狀上。請注意，影像的幾何形狀看起來像面法線，儘管使用了頂點法線（可能需要更換更直觀的影像）。

面法線（平滑著色/面化/面化）

在這裡，您可以計算每個面的法向量，並將其直接應用到面的每個頂點上。參見右側左圖中的 **a** 以瞭解說明。面法線更容易計算，它們為幾何圖形提供一種“復古”外觀。

頂點法線（古勞德著色/馮氏著色/平滑著色）

頂點法線是指，您不僅關注單個幾何圖形，還關注所有連線到它的幾何圖形。為此，您首先需要為每個幾何圖形計算面法線，之後，當有多個幾何圖形共享同一個點時，您需要取平均值，您可以使用以下公式進行操作

${\overrightarrow {V_{1}}}+{\overrightarrow {V_{2}}}\dots +{\overrightarrow {V_{n}}}={\overrightarrow {V}}$，然後對其進行歸一化：${\hat {V}}={\frac {\overrightarrow {V}}{|{\overrightarrow {V}}|}}$。

組合成一個數學語句看起來像

${\hat {V}}={\frac {{\overrightarrow {V_{1}}}+{\overrightarrow {V_{2}}}\dots +{\overrightarrow {V_{n}}}}{{\bigg |}{\overrightarrow {V_{1}}}+{\overrightarrow {V_{2}}}\dots +{\overrightarrow {V_{n}}}{\bigg |}}}$

注意：雖然從數學上來說，這更好，但從計算上來說，它並不更好。對於計算機使用，請使用第一種方法，它需要額外的臨時變數儲存，但處理器更容易處理。

頂點法線比面法線在計算上更密集，但它們產生的效果更好，更逼真。如果要使用面法線獲得類似的效果，則需要更多多邊形，這在計算上更密集。從第一張影像（**b** 部分）中應該注意的一點是，如果存在像 90° 或更大的尖銳角，那麼最終效果可能更差。因此，對於大於 ∼80° 的角度，它們可能應該使用面法線進行著色。

外部連結

Youtube

• 來自游擊隊 CG 專案的示例：平滑著色