Parallax Mapping 视差贴图
Normal Mapping 已经能让平面在光照上表现出凹凸，但纹理位置本身没有变化。视角改变时，砖块仍然固定在原来的 UV 上。
Parallax Mapping 继续使用上一节的 Tangent Space，不过这次先改变 TexCoords：
Fragment 原始 UV
↓
Depth Map + Tangent View Direction
↓
偏移 UV
↓
用新 UV 采 Diffuse / Normal因此它制造的是“从斜角观察时，表面细节发生视差位移”的错觉。几何本身仍然没有真实位移。
从 A 点改采 B 点
当前 Fragment 原本对应纹理位置 A。如果表面真的存在凹槽，观察射线进入表面后，真正看到的位置会落到另一个纹理位置 B。
Viewer
\
\ viewDir
-----A------------------ 原始平面
\
\ B 假想深度表面Parallax Mapping 不移动 A 这个 Fragment，而是让它从“采 A”改成“采 B”。
Depth Map 的职责
这一节增加一张单通道 Depth Map：
Normal Map
→ 当前位置的表面朝向
Depth Map
→ 当前位置在假想表面中有多深LearnOpenGL 示例使用较大的值表示较深位置。
float depth =
texture(depthMap, texCoords).r;Tangent Space 为什么又出现
上一节已经把 viewPos 和 FragPos 转到 Tangent Space，因此：
vec3 viewDir =
normalize(
fs_in.TangentViewPos
- fs_in.TangentFragPos
);在 Tangent Space 里：
viewDir.x → 沿 Tangent / U 方向
viewDir.y → 沿 Bitangent / V 方向
viewDir.z → 垂直表面方向所以 viewDir.xy 天然对应纹理平面里的偏移方向。
基础 Parallax Mapping
核心计算可以写成：
vec2 ParallaxMapping(
vec2 texCoords,
vec3 viewDir
)
{
float depth =
texture(
depthMap,
texCoords
).r;
vec2 p =
viewDir.xy
/ viewDir.z
* (depth * heightScale);
return texCoords - p;
}完整含义：
原始 texCoords
↓
在 Depth Map 读取 depth
↓
viewDir.xy / viewDir.z
得到斜视方向对应的二维偏移比例
↓
乘 depth 与 heightScale
↓
texCoords - offset
↓
得到新的 UV然后 Diffuse Map 与 Normal Map 都使用新 UV：
texCoords =
ParallaxMapping(
fs_in.TexCoords,
viewDir
);
vec3 normal =
texture(
normalMap,
texCoords
).rgb;
vec3 color =
texture(
diffuseMap,
texCoords
).rgb;这保证颜色和法线仍然来自材质中的同一个位置。
viewDir.xy / viewDir.z
正视表面时：
viewDir.z 大
viewDir.xy 小
→ UV 偏移很小斜视表面时：
viewDir.z 变小
viewDir.xy 相对变大
→ UV 偏移明显这正是视差：观察越倾斜，深度造成的横向错位越明显。
极端斜视时，除以很小的 viewDir.z 会产生过强偏移。省略这个除法的版本通常称为 Offset Limiting。
heightScale
heightScale 控制假想深度的整体强度：
0
→ 没有视差
较小
→ 轻微深度
较大
→ 偏移明显，但失真也更容易出现它不是模型的真实高度。
偏移后的 UV 越界
UV 偏移后可能离开 0 到 1。平面示例中可以直接丢弃：
if(
texCoords.x > 1.0 ||
texCoords.y > 1.0 ||
texCoords.x < 0.0 ||
texCoords.y < 0.0
)
{
discard;
}Steep Parallax Mapping
基础方法只在原始 UV 采一次 Depth，然后估算一次偏移。高度变化陡峭时，这个估算容易偏离真正的交点。
Steep Parallax Mapping 把深度 0 到 1 分成多层：
0
| layer
| layer
| layer
| ...
1沿观察方向逐层移动 UV，同时比较：
currentLayerDepth
和
depthMap(currentTexCoords)核心准备：
const float minLayers = 8.0;
const float maxLayers = 32.0;
float numLayers =
mix(
maxLayers,
minLayers,
abs(
dot(
vec3(0.0, 0.0, 1.0),
viewDir
)
)
);
float layerDepth =
1.0 / numLayers;
vec2 P =
viewDir.xy
/ viewDir.z
* heightScale;
vec2 deltaTexCoords =
P / numLayers;正视时层数较少，斜视时层数较多。
逐层搜索：
vec2 currentTexCoords =
texCoords;
float currentLayerDepth =
0.0;
float currentDepthMapValue =
texture(
depthMap,
currentTexCoords
).r;
while(
currentLayerDepth
<
currentDepthMapValue
)
{
currentTexCoords -=
deltaTexCoords;
currentDepthMapValue =
texture(
depthMap,
currentTexCoords
).r;
currentLayerDepth +=
layerDepth;
}第一次满足停止条件时，说明采样射线刚刚穿过假想表面。
Parallax Occlusion Mapping
Steep Parallax Mapping 最终停在离散层上。POM 再取穿过表面之前的那个采样点：
vec2 prevTexCoords =
currentTexCoords
+ deltaTexCoords;现在：
prevTexCoords
→ 交点之前
currentTexCoords
→ 交点之后真实交点位于二者之间。
计算两侧误差并插值：
float afterDepth =
currentDepthMapValue
- currentLayerDepth;
float beforeDepth =
texture(
depthMap,
prevTexCoords
).r
- currentLayerDepth
+ layerDepth;
float weight =
afterDepth
/
(
afterDepth
- beforeDepth
);
vec2 finalTexCoords =
prevTexCoords * weight
+
currentTexCoords
* (1.0 - weight);三种方法可以连续理解：
Basic Parallax
→ 一次估算
Steep Parallax
→ 多层搜索，找到首次穿过表面的位置
POM
→ 在穿过前后的两个采样点之间再插值与 Normal Mapping 串起来
Fragment Shader 中的顺序是：
Tangent Space viewDir
↓
Parallax Mapping
↓
得到新 UV
↓
用新 UV 采 Normal Map
↓
得到逐片段法线
↓
用同一新 UV 采 Diffuse
↓
Lighting因此：
Parallax Mapping
→ 决定“纹理应该从哪里取”
Normal Mapping
→ 决定“那个位置的表面朝哪里”二者一起使用时，视差和光照细节才能对得上。
几何仍然没有变化
即使 POM 看起来有明显深度：
Vertex Position 没变
真实几何 Depth 没形成凹槽
Silhouette 仍来自原始平面与 Normal Mapping 相比：
Normal Mapping
→ 只改变光照使用的 N
Parallax Mapping
→ 进一步让纹理采样位置随视角移动