爲什麼叫法線貼圖，我們知道法線(Normal)是垂直於一個面的直線，通過計算光線與這條法線的角度就可以知道與面的角度，進而可以計算出面應得到的顏色值。如果我們知道物體每個面的法線就能實現對這個物體進行光照渲染。但是一堵牆也許只有四個頂點，也就是隻有一個面，它最終的渲染效果將會非常單一，假設這堵牆上有更多的磚的凹凸痕跡，我們增樣實現僅用四個頂點渲染出立體感很強，細節層次感很強的這堵牆呢，答案就是 法線貼圖(Normal Map)。
在法線貼圖技術中，我們就是通過把牆面的每個像素的法線存儲在一張紋理中，渲染的時候根據每個像素的法線確定他們的陰暗程度，而這張法線貼圖是可以用photoshop軟件從一張牆的紋理生成對應的法線貼圖的。到此，熟悉法線貼圖的朋友會對以上內容很熟悉的。
試想在渲染過程中，如果把每個法向量都轉換到世界空間中跟光向量計算角度的話，那麼這麼多的像素法向量肯定影響性能，但是如果把光向量轉換到法向量所在的空間中，豈不快哉？因此我們這裏提到一個正切空間（Tangent Space）。正切空間就是法向量所在的空間，在這個座標系中，法向量作爲高度軸，類似Z軸。再找到其他的兩個軸問題就會變得簡單，但恰好這裏是比較麻煩的。
其實我們已經知道 高度軸了，再找到一個軸，第三個軸就可以通過已知的兩個軸做叉乘得到。我們要找的那個軸就叫做 正切向量（Tangent Vector）。正切向量是需要平行於法向量的平面的。
明白了這些問題就來實際的操作：
在正切空間中，三個基向量分別叫做T、B、N，T代表Tangent,B代表Binormal,N代表Normal。在Texture Space（紋理空間中）,兩個二維基向量分別叫做U、V，T就可以映射到紋理空間中的U，B就可以映射到紋理空間中的V。下面我們來推導一下三個向量的計算公式：
假設一個世界空間中一點pi，其紋理座標爲ui,vi，則：
pi = ui.T + vi.B
一個面有三個點p1,p2,p3，則：
p1 = u1.T + v1.B
p2 = u2.T + v2.B
p3 = u3.T + v3.B
等價形式：
p2 - p1 = (u2 - u1).T + (v2 - v1).B
p3 - p1 = (u3 - u1).T + (v3 - v1).B
最終的變換形式：
(v3 - v1).(p2 - p1) - (v2 - v1).(p3 - p1)
T = ---------------------------------------
(u2 - u1).(v3 - v1) - (v2 - v1).(u3 - u1)
(u3 - u1).(p2 - p1) - (u2 - u1).(p3 - p1)
B = ---------------------------------------
(v2 - v1).(u3 - u1) - (u2 - u1).(v3 - v1)
而N軸可以由兩軸叉乘得到：
N = cross(T, B)
寫成TBN矩陣的形式：
|Tx Bx Nx|
|Ty By Ny|
|Tz Bz Nz|
正切空間到世界空間轉換：
VWorld = TBN·VTangent = VTangentT·TBNT
世界空間到正切空間轉換：
VTangent = TBN-1·VWorld = VWorldT·TBN-T
而剛纔說過N我們是可以存儲到紋理中，是已知的。所以只需要找到每個面的三個點來計算T，要知道這種計算式相當耗時間的，所以對於T或者B的計算，我們依然可以選擇預先處理的辦法，即存儲在模型中，而大部分建模軟件中的導出插件都具備這樣的功能,即導出信息中包含Tangent分量。如果非要自己計算也是可以的，但是我們會遇到一個問題：
每個面即每個三角形有三個點，通過這三個點計算每個點的T向量，但是如果一個點被兩個以上的面所共用，我們應該選擇哪個面作爲計算的依據？答案是，先分別計算每個面中該點的T向量，然後得出平均值，更嚴格的來講應該加權求均值，這裏的權應該怎樣計算？獲許是根據面的角度吧，我沒有具體實現過，所以不確定。
有人說，對於xyz嚴格對齊的模型，時刻以人工指定其T值的，但是這樣也有漏洞，比如一面對其x軸的牆超北，顯示正常，同時朝南的牆也就會不正常。
通過這個方法，我得到了一個啓發，我們爲什麼要費這麼大勁算TBN空間？不就是爲了把光線轉換到TBN空間中，然後和法向量做角度計算 確定顏色值嗎？我們完全可以直接在法向量所在的空間中定義光線的方向啊！
計算TBN的部分shader代碼：
float3 normal = tex2D(NormapTex,inTxr) * 2 - 1;
float3 TBNLightPos = mul(lightPos,TBN_matrix);
float DiffuseAttn = clamp(0, 1,dot(normal, TBNLightPos ));
不計算TBN直接指定光向量部分shader代碼：
float3 normal = tex2D(NormapTex,inTxr) * 2 - 1;
float DiffuseAttn = clamp(0, 1,dot(normal, float3(1,-1,1)));
省去了TBN的計算，性能下降幾乎爲0。
但是這樣做有缺點，就是不能實時更新光源位置。這裏我指定的float3(1,-1,1)，是比較普遍適用的，它表示光源從斜45度方向向下照射。效果還是可以接受的。
以下是未使用法線貼圖效果：
以下是使用不計算TBN空間的法線貼圖效果：
