孤岛危机 最强神作！Crysis深度剖析与优化指南

法线贴图、视差遮蔽映射与3DC

法线贴图、视差映射和3DC

　　法线贴图技术通过计算高细节度模型的法线信息并将其保存在一张高压缩比（3DC/DC5）的法线贴图之中，然后将这张法线贴图贴用于低细节模型上代替原型的多边形曲面的光照计算，从而等到一个低多边形、高细节的3D模型。CE2还支持更高级视差遮蔽映射（Parallax Occlusion Mapping），该技术曾被ATI用于展示R520 强大PS3.0动态分支性能的TOY SHOP DEMO中，目前出了CRYSIS外，还没有其他游戏支持。Parallax Occlusion Mapping是目前效果最好的Bump Mapping技术，能够给予多边形物体表面的贴图更强的深度感，从而令需要高度凹凸立体的浮雕、砖墙等材质更加真实。

　　法线贴图的大规模运用虽然让画面一扫过去3D游戏平淡简洁的画面，让整个游戏场景变得凹凸有致、立体感十足，但由于法线贴图存储的信息量比一般的贴图要来得更大，因此对本地显存造成的压力可想而知。显卡的板载显存容量虽然在过去几年里不断翻倍，但仍然满足不了Crysis这样法线贴图数量如此庞大的游戏，为了解决这一问题，Crytek在CRYENGINE 2中全面支持3DC技术。

Parallax Occlusion Mapping的惊人凹凸细节效果

　　法线贴图其实并不是真正的贴图，所以也不会直接贴到物体的表面，它所起的作用就是记录每个点上的法线的方向。法线的3个三维向量X、Y、Z分别对应三原色红绿蓝的颜色，被值保存在一张贴图中，这样的贴图就是所谓的法线贴图。虽然法线贴图不是真正意义上的贴图，但是传统的贴图压缩技术同样对其行之有效。业界使用做广泛、最传统的DXTC纹理压缩技术具有6：1 的高压缩比，有效提高丁硬件资源的利用率，但却不可避免遭遇图像失真的问题。造成图象失真的根本原因还是纹理压缩技术。因为作为一幅贴图来讲，其中绝大部分信息记录的都是每个点的颜色，如果要对纹理进行压缩的话，势必损失掉一些颜色的信息，这样的损失对于普通的贴图来讲影响是非常小的，因为玩家绝对不会去在意具体的一个点的颜色是否和原来的纹理保持了一致。但是，对于法线贴图就不是这样了，因为法线贴图中每个点的颜色反映的是该点法线的角度，也就是该点的凹凸的信息，如果这些信息丢失了，带来的结果就会糟糕的多——阴影失真是小，甚至可能造成贴图错误，所以传统的DXTC并不适合用来压缩法线贴图。

法线贴图制作流程图

　　为了解决这一问题，ATI在2004年发布R420显示芯片的时候引入了专门针对法线贴图的3DC技术。跟DXTC不同，3DC将法线贴图分成4×4像素小块压缩，这上面的16个点中分别以红、绿、蓝3个通道的颜色值记录了该点法线的方向，而这个方向恰恰就是该点的凹凸的情况的一个最直观的表达的形式。接下来，3Dc技术将这16个点的颜色值中X项和Y项独立提取出来，分成两个4×4的矩阵，然后再针对每个矩阵进行压缩。通过这种做法，3DC可以以消耗少许shader资源为代价，将每个象素压缩为一个字节，并同时保证足够好的画质。而通常未经过3DC压缩的法线贴图每象素需要占用4个字节的存储空间。在CRYENGINE 2中，纹理的压缩并非向往常那样在loading的时候进行，而是被放在资源编译工具中进行，此举可以减少整个游戏的体积并显著缩短loading时间。而对于不支持3DC的老硬件，Crytek则在loading的过程中将3DC格式的贴图转换为DXTC5格式。

3DC效果对比

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