URPShader中的高级纹理处理技术：法线贴图与置换贴图

# 1. 引言

## 1.1 课题背景与意义

URPShader作为一种轻量级的渲染管线，得到了越来越多游戏开发者和工具开发者的认可与应用。在URPShader中，对高级纹理处理技术的需求日益增加，尤其是对于法线贴图与置换贴图这两种纹理处理技术的需求。本文旨在针对URPShader的特点，深入探讨如何在URPShader中实现高级纹理处理技术，从而为开发者提供相关的指导与实践经验。

## 1.2 URPShader对纹理处理的要求

URPShader作为一种面向移动、主机和高端计算机平台的渲染管线，对纹理处理有着特定的要求。在移动平台上，性能和效率是关键问题，而在高端计算机平台上，高质量的视觉效果则是重点考虑。因此，如何在URPShader中高效地实现纹理处理成为了开发者们面临的重要问题。

## 1.3 本文框架与内容介绍

本文将围绕URPShader中的高级纹理处理技术展开讨论，主要包括法线贴图技术、置换贴图技术以及这两种技术在URPShader中的实现与比较分析。另外，我们还将探讨高级纹理处理技术的优化与实践指导，以及对未来纹理处理技术发展趋势的展望。希望通过本文的阐述，读者能够对URPShader中的高级纹理处理技术有一个更深入的了解，并能够在实际项目中得到应用与实践。

# 2. 法线贴图技术

#### 2.1 法线贴图原理与应用

法线贴图是一种表面细节增强技术，通过在模型表面存储法线信息来实现模型的高频细节显示，从而使得模型在低面数的情况下呈现出高面数模型的细节效果。其原理是在模型的每个像素点上存储了法线方向信息，从而在光照计算中模拟出更为逼真的效果。

#### 2.2 在URPShader中实现法线贴图

在URPShader中实现法线贴图技术需要使用Shader Graph进行定制化编写。首先，需要在Shader Graph中添加法线贴图节点，并将其连接至Master节点的Normal输入，然后对法线贴图节点进行参数调节以获得理想的效果。最后，将Shader Graph编译生成Shader文件，并将其应用到材质中。

以下是一个简单的Shader Graph示例代码：

Shader "Custom/NormalMapShader"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
        _BumpMap ("Normal Map", 2D) = "bump" {}
    }
    SubShader
    {
        Tags
        {
            "RenderType"="Opaque"
        }
        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"
            struct appdata_t
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };
            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
                float3 worldNormal : TEXCOORD1;
            };
            float4 _MainTex_ST;
            v2f vert (appdata_t v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                o.worldNormal = normalize(UnityObjectToWorldNormal(tex2D(_BumpMap, v.uv).rgb * 2.0 - 1.0));

                return o;
            }
            sampler2D _MainTex;
            sampler2D _BumpMap;
            float4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                float3 normal = normalize(i.wo