在图形学中，凹凸贴图(Bump Mapping)与切线空间(Tangent Space)是两个关键概念，它们分别用于表现物体表面的细节和高效计算。

1. 凹凸贴图是表达物体表面凹凸感的重要手段，例如高度图、法线贴图或视差贴图。其中，法线贴图因其能直接存储法线信息，避免了额外计算，成为主流。法线贴图由美术人员在3D软件中制作，从高模塌陷到低模模型，烘焙出包含法线信息的贴图。

2. 切线空间是将法线信息保存在贴图中的常用方法。在此空间中，z轴代表法线，x轴和y轴是切线和副切线方向。这种空间转换有助于提高光照计算效率，因为在切线空间中，纹理坐标的方向更加稳定，避免了逐像素的复杂计算。

3. 转换到切线空间的关键在于构建模型空间到切线空间的矩阵。这个矩阵基于模型空间的切线、副切线和法线方向。在顶点着色器中，将光照相关的向量转换到切线空间，可以减少片元着色器的计算负担。

4. 计算切线和副切线的过程涉及三角形面的顶点和uv坐标。通过计算相邻边的向量，可以得出三角面的切线和副切线，这些向量在顶点层面预先计算以提高效率。

总之，凹凸贴图和切线空间是图形渲染中提升性能和真实感的重要工具，通过合理利用，可以优化光照计算并提高渲染效率。

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文章来源：天狐定制

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