其实这块儿内容很早以前很多人都讲过，今天我们站在了解本质的角度，以C4D RS为例继续深究。

Bump（凹凸）、Normal（法线）、Displacement（置换），是三维软件和游戏软件常见的文理处理概念或者技术，一般以材质贴图纹理通道的形式存在，可以简单的理解为 PS中红、绿、蓝这样的通道概念。

Bump（凹凸）贴图是一种8-bit的灰度图像，这个灰度图里仅仅包含256种不同的黑白灰，通过黑白灰信息记录点的高度，这些信息会告诉三维软件两件事：即凹陷和凸起，那么在50%的灰度时，不会产生作用，大于50%的灰度，即偏向白色就会凸起，反之就会凹陷。这里要注意的是Bump（凹凸）只包含高度信息。

Bump（凹凸）在视觉上，会让物体对象表面有凹凸的变化，从而使得对象表面有利更多细节层次，减少制作模型复杂程度和制作工作量。但是也有一个缺陷，Bump（凹凸）是不是真实的凹凸，所以当摄像机对准模型的菱角的时候会穿帮，模型的轮廓边缘是不受Bump贴图影响的，如上图所示。

Normal（法线）是使用RGB信息直接记录3D空间中对应的X、Y、Z轴以及方向。这个RGB信息会告诉3D软件每一个Polygon的表面法线方向。

这里提一下法线的概念，简单的理解就是与一个物体表面切线垂直的直线。如下图：

Normal（法线）贴图有三种完全不同的类型，这三种类型在空间中也是完全不一样的。

分别为：Tangent Space、Obiect Space、World Space

平时我们在软件中使用最多的就是Tangent Space法线贴图，TangentSpace法线是基于每个面的切线方向。适用于动画会变形的物体，比如说角色动画。

前文已经提及到法线是记录RGB信息和方向的，R(红色)表示左右切线方向的斜率，G（绿色）表示切线方向的上或下斜率，B（蓝色）表示法线方向的斜率。

注意：这里的绿色所表示的切线方向与图形技术有关，在OpenGL版本中表示上，DirectX版本中表示下。

Object Space法线贴图是基于整个物体对象的，这个模式可以稍微提高显卡的计算速度，但是基于物体本身UV就不可以对称显示，所以意味着在对称模型上面，造成极大的材质空间计算的浪费。

World Space法线贴图算是最不灵活的一种，因为它是基于世界坐标的，模型如果有旋转的属性，贴图就会出错。一般情况下我们不使用它。

Normal（法线）与Bump（凹凸）一样，在视觉上，会让物体对象表面有凹凸的变化，相比凹凸可以拥有更多的细节，从而使得对象表面有利更多细节层次，减少制作模型复杂程度和制作工作量。但是也有一个缺陷，Bump（凹凸）是不是真实的凹凸，所以当摄像机对准模型的菱角的时候会穿帮，模型的轮廓边缘是不受Bump贴图影响的，如下图所示。

Displacement（置换）也是一个灰度图，它可以使用8-bit、16-bit、32-bit的图像，一般情况下我们使用扩展名为.exr的方式保存Displacement（置换）贴图，色彩信息更加丰富。它是真实修改的模型的构造，所以只要细分数量足够，可以修改模型的边缘，当摄像机对准模型的菱角的时候也会看到凹凸的细节，当然也会增加计算的渲染的负担。

一般情况下我们很难使用2D软件去绘制这三个贴图，当然也不是不可以，下文会讲解使用PS制作该贴图的方法。这个听起来是不是有矛盾呢，当然不是，一个标准的制作方法是使用高模烘焙得到或者贴图绘制软件绘制导出等。例如通过Substance 3D、Quixel Mixer等3D材质制作软件制作导出，或者使用ZBrush 制作高模烘焙。

下面我们通过一个简单的小案例描述一下在PS中如何快速制作这三个贴图，在这个案例中，我们使用的是C4D RS展示，并且采用C4D R21最新的RS节点空间展示；关于C4D R21最新的RS节点，请前往文章《那么多渲染器，为什么最后我选择了Redshift？它们之间倒是什么区别？》或者直播回放《20200327-直播回放（基于redshift的C4D与MAYA）渲染器之间的区别》查看具体演示。

1.这是我们所拥有的一张石头材质：

2.导入C4D后，渲染效果如下：

3.打开PS，去色；

4.通过色阶调整改图的黑白对比：

5.执行滤镜>>3D>>生成凹凸；

6.将保存的凹凸贴图通过bump map节点的Height Space添加至RS渲染；

7.在PS中去色调整对比对后，接着执行滤镜>>3D>>生成法线图；

8.将保存的法线贴图通过bump map节点的Tangent Space、Obiect Space添加至RS分别渲染两张对比；

9.使用步骤3生成的凹凸作为置换添加在C4D RS渲染效果：

10.通过三张贴图的混合，并且采用ramp节点控制混合范围渲染效果；

通过这个10个步骤，相信大家已经理解已经拥有漫反射材质的时候，如何快速制作凹凸、法线、置换通道了吧。

切记RS需要给物体对象给一个Redshift Object标签后，开启如下图后，才能正确识别置换通道。

三种利用空间光线追踪先进算法的技术，三种方法分别是光线跟踪，光束跟踪和圆锥跟踪算法。当然可以说后面的都是第一种的改进。这些都是面向未来的技术，很有前途。

对于平时项目或者创作中，根据摄像机看的位置关系，我们采用不同形式的贴图来添加细节，结合起来应用在添加细节的同时也能节省渲染时间。

最后我们通过一个案例的渲染图看一下结合凹凸、法线、置换的实际应用和创作吧。

最后呢，撰写文章不易，这篇文章是从3月30日上午开始的，包含制作以上图片，直到3.31号凌晨4点多才完成。如果这篇文章对你有用，欢迎转发支持，后面将为大家更新更多干货内容。