Unity URP法线贴图实现教程

前言

在Unity URP（Universal Render Pipeline）中实现法线贴图效果，可以通过以下步骤完成。法线贴图通过修改表面法线方向模拟凹凸细节，无需增加几何复杂度。

对惹，这里有一个游戏开发交流小组，希望大家可以点击进来一起交流一下开发经验呀！

完整实现步骤：

1. 准备法线贴图

• 使用图像软件（如Photoshop或Substance）创建法线贴图，或从资源商店获取
• 导入设置：
  • 纹理类型：Default
  • 纹理形状：Texture2D
  • 勾选 Bump Map（自动切换为法线贴图模式）
  • 压缩格式：推荐 BC5（DXT5nm）或 BC7

2. 创建URP材质

• 在Project窗口右键：Create > Material
• 使用URP内置着色器：
  • 选择Shader：Universal Render Pipeline > Lit
  • 或 Universal Render Pipeline > Simple Lit（简化版）

3. 配置材质参数

• 在Material Inspector中：
  • Surface Type：根据需求选 Opaque/Transparent
  • 将法线贴图拖拽到 Normal Map 插槽
  • 调整 Normal Scale（通常0.5-1.5）控制凹凸强度
  • 设置基础贴图（Albedo）和其他参数

4. 应用到模型

• 将材质拖拽到场景中的模型上
• 确保模型有UV坐标（可在导入设置中检查）

5. 自定义Shader（可选进阶）

如果需要特殊效果，可编写自定义Shader：

Shader "Custom/NormalMapShader" {Properties {_MainTex("Albedo", 2D) = "white" {}_NormalMap("Normal Map", 2D) = "bump" {}_NormalScale("Normal Scale", Range(0,2)) = 1}SubShader {Tags { "RenderPipeline"="UniversalPipeline" }HLSLINCLUDE#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"ENDHLSLPass {HLSLPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment fragstruct Attributes {float4 positionOS : POSITION;float2 uv : TEXCOORD0;float3 normalOS : NORMAL;float4 tangentOS : TANGENT;};struct Varyings {float4 positionCS : SV_POSITION;float2 uv : TEXCOORD0;float3 normalWS : TEXCOORD1;float4 tangentWS : TEXCOORD2;};sampler2D _MainTex;sampler2D _NormalMap;float _NormalScale;Varyings vert(Attributes IN) {Varyings OUT;// 顶点变换VertexPositionInputs posInput = GetVertexPositionInputs(IN.positionOS.xyz);OUT.positionCS = posInput.positionCS;OUT.uv = IN.uv;// 法线和切线计算VertexNormalInputs normInput = GetVertexNormalInputs(IN.normalOS, IN.tangentOS);OUT.normalWS = normInput.normalWS;OUT.tangentWS = float4(normInput.tangentWS, IN.tangentOS.w);return OUT;}half4 frag(Varyings IN) : SV_Target {// 采样法线贴图float4 normalSample = tex2D(_NormalMap, IN.uv);float3 tangentNormal = UnpackNormalScale(normalSample, _NormalScale);// 构建TBN矩阵float3 normalWS = IN.normalWS;float3 tangentWS = IN.tangentWS.xyz;float3 bitangentWS = cross(normalWS, tangentWS) * IN.tangentWS.w;float3x3 TBN = float3x3(tangentWS, bitangentWS, normalWS);// 转换到世界空间float3 finalNormal = mul(tangentNormal, TBN);// 光照计算（简单漫反射）Light mainLight = GetMainLight();float NdotL = saturate(dot(finalNormal, mainLight.direction));half3 albedo = tex2D(_MainTex, IN.uv).rgb;half3 diffuse = albedo * NdotL * mainLight.color;return half4(diffuse, 1);}ENDHLSL}}
}

关键注意事项：

1. 切线空间要求：

• 模型必须包含切线（Tangent）数据
• 检查导入设置：Model > Normals & Tangents 设为 Calculate

1. 性能优化：

• 移动平台使用 Normal Quality 设置为 Low（16位精度）
• 复杂场景启用 Batching 减少Draw Calls

1. 常见问题排查：

• 法线反向：尝试调整 Normal Scale 为负值
• 接缝问题：确保UV展开无重叠，检查模型拓扑
• 光照无反应：确认场景中有URP灯光（Directional Light）

增强效果技巧：

• 视差贴图：在法线基础上添加高度偏移
  
  float2 parallaxUV = IN.uv + (tangentNormal.xy * _HeightScale);
• 光滑度控制：将法线信息与粗糙度贴图结合
• 双面渲染：添加 Cull Off 指令支持双面法线

通过以上步骤，可在URP中高效实现法线贴图效果，显著提升模型表面细节表现力。

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