通过法线干扰为Optix添加凹凸纹理

为了给Optix添加凹凸纹理，我们需要利用一张高度图来计算法向的方向。而高度图是一张单通道的图片，所以我暂时将高度图存储在BMP图片的alpha通道中。然后在切线空间中利用高度图计算出干扰法线，利用发现来模拟凹凸纹理。

纹理坐标和几何坐标结合在一起可以计算出切线空间的转换。计算代码如下：

static __device__ void make_tangent_space(float3 p0,float3 p1,float3 p2,float2 t0,float2 t1,float2 t2)
{
	float3 P10=p1-p0;
	float3 P20=p2-p0;

	float2 C10=t1-t0; //(U10,V10)
	float2 C20=t2-t0; //(U20,V20)

	float U10=C10.x,V10=C10.y;
	float U20=C20.x,V20=C20.y;

	float factor=1.0/(U10*V20-U20*V10);
	
	float3 tmp_tangent,tmp_binormal;
	tmp_tangent.x =  factor*(V20*P10.x+(-V10)*P20.x);
	tmp_tangent.y =  factor*(V20*P10.y+(-V10)*P20.y);
	tmp_tangent.z =  factor*(V20*P10.z+(-V10)*P20.z);
	tmp_binormal.x = factor*((-U20)*P10.x+U10*P20.x);
	tmp_binormal.y = factor*((-U20)*P10.y+U10*P20.y);
	tmp_binormal.z = factor*((-U20)*P10.z+U10*P20.z);

	shading_tangent = tmp_tangent;
	shading_binormal=tmp_binormal;
}

求得了shading_tangent和shading_binormal后，就可以利用如下公式进行法线干扰：

ffnormal  =  ffnormal - x_grad * T  -  y_grad * B;  //凹纹理
ffnormal  =  ffnormal + x_grad * T  +  y_grad * B;  //凸纹理

其中 

float h0  = tex2D( diffuse_map,  uv.x-1.0/width, uv.y ).w;
float h1  = tex2D( diffuse_map,  uv.x+1.0/width, uv.y ).w;
float h2  = tex2D( diffuse_map,  uv.x, uv.y-1/height ).w;
float h3  = tex2D( diffuse_map,  uv.x, uv.y+1/height ).w;
float depth = 5; /*纹理的深度*/
float x_grad= (h0-h1)*depth;
float y_grad= (h2-h3)*depth;

把计算出来的法线用在光照模型中，就会出现凹凸效果。