使用Python实现PDF转Word/TXT：法线贴图着色器代码解析

本文主要介绍了如何使用Python实现PDF转换成Word或TXT纯文本文件，并涉及了3D图形学中的法线贴图映射技术，以及DirectX 11中的相关知识，包括向量的数学概念及其在图形学中的应用。 在3D图形学中，着色器代码扮演着关键角色，尤其是法线贴图映射技术，能够提升模型的视觉真实感。法线贴图是一种存储表面法线信息的图像，用于在有限的多边形网格上模拟复杂的表面细节。实现这一技术通常包括以下几个步骤： 1. 使用图形软件创建法线贴图并保存为图像文件，然后在程序初始化时加载成2D纹理。 2. 计算每个顶点的切线向量。对于简单几何体，可以直接指定切线向量；对于复杂网格，通常计算共享同一顶点的三角形切线向量的平均值。 3. 在顶点着色器中，将法线和切线向量从模型空间转换到世界空间，并传递到像素着色器。 4. 像素着色器中，使用插值后的切线和法线向量构建TBN基，将法线贴图采样的法线向量从切线空间转换到世界空间，最后用于光照计算。 在提供的lighthelper.fx着色器代码中，定义了一个`NormalSampleToWorldSpace`函数，用于执行上述的法线空间转换。该函数接受法线贴图采样值、单位法线向量和切线向量，通过构建TBN矩阵完成从切线空间到世界空间的变换。 向量是3D图形学的基础，它表示具有大小和方向的量。在游戏开发、碰撞检测和物理模拟中广泛应用。向量可以通过几何表示（有向线段）来理解，其大小由长度表示，方向由箭头指示。向量的等价性不依赖于其位置，而是取决于它们的大小和方向是否相同。在DirectX 11这样的图形库中，向量类和函数支持向量运算，如加减乘除、点积和叉积，以及用于图形渲染的向量操作，如法线计算和光照计算。 学习向量的关键在于理解其几何意义和数值运算，以及如何在实际3D场景中应用它们。例如，向量可以表示力、位移和速度，也可以表示方向，如观察方向、多边形面朝向、光线传播方向等。在3D游戏中，向量用于表示玩家视角、物体运动、光线追踪等，是构建逼真3D环境的重要工具。