灰度图、高度图和法线贴图

某点的颜色为P(R，G，B)，灰度计算方法：

1. 浮点算法：Gray = R*0.3+G*0.59+B*0.11;
2. 整数方法：Gray = (R*30+G*59+B*11)/100;
3. 移位方法：Gray = (R*76+G*151+B*28)>>8;
4. 平均值法：Gray =（R+G+B）/3;
5. 仅取绿色：Gray = G;

则点P在灰度图中的颜色为(Gray,Gray,Gray)

高度图一般是一个灰度图，每一个像素代表一个采样点的高度，一般0(黑色)表示最低点，255(白色)表示最高点。

从数学的角度看，高度图是一个二维数组v，例如采样点(x, y, z)，则其灰度 g = z * 255 / MAX_HEIGHT，v[x][y]的颜色就为(g, g, g)。

法线贴图的出现,是为了低面数的模型模拟出高面数的模型的”光照信息”。

模型表面上像素的光照效果只与光照以及表面上的法线相关，法线的方向决定了模型表面的光照效果。因此，光照信息最重要的当然是光入射方向与入射点的法线夹角。

法线贴图跟原始的贴图是一样大小的，贴图内每个点都保存了对应高模某个点的法线信息。

生成法线贴图

法线->颜色：除2加0.5 
(-1, 1)->(0, 1)? 
(-1, 1)/2 - 0.5 = (-0.5, 0.5) + 0.5 = (0, 1) 
因为单位法线向量每个分量的取值范围是-1-1，而颜色的取值范围是0-1，因此要把单位法向量存储为颜色就需要做一个转换。

示例： 
(0, 0, 1)/2 + 0.5 = (0, 0, 0.5) + 0.5 = (0.5, 0.5, 1) = (80, 80, FF)，蓝紫色 
垂直平面的法向量(0,0,1)是最多的，转换为存储颜色为(0.5, 0.5, 1)，即(80, 80, FF)，蓝紫色，所以通常法线贴图都为蓝紫色的。

读取法线贴图

颜色->法线： 乘2减1 
(0,1)->(-1, 1)? 
(0,1) * 2 - 1 = (0,2) - 1 = (-1, 1) 
示例： 
(0.5, 0.5, 1) * 2 - 1 = (1, 1, 2) - 1 = (0, 0, 1)，平面法线

读取法线贴图即为生成法线贴图时的逆运算。