旋转场景下法线贴图（Normal Map）光照异常问题排查

针对你遇到的旋转球体法线贴图光照异常（顶部未正确照亮、一侧偏暗）问题，结合提供的Shader代码，给出以下排查方向：

• 统一光照向量与法线的空间
  确保light_vector和转换后的法线处于同一空间：

  • 如果in.normal是视图空间法线，需要把世界空间的光源方向(0,1,0)转换到视图空间后再计算点积；如果in.normal是世界空间，那light_vector直接用世界空间的(0,1,0)即可。空间不匹配会导致光照方向错乱。

• 修正副切线的符号
  很多模型的切线会附带符号信息（通常存在tangent的w分量中），直接计算cross(in.normal, tangent)可能导致副切线方向反转，进而让法线贴图的光照方向错误。修改副切线计算代码：

  simd_float3 bitangent = normalize(cross(in.normal, tangent) * in.tangent.w);
  

  若你的切线没有w分量，需要确认建模时切线的方向是否和法线贴图的烘焙方向一致。

• 检查法线贴图的通道方向
  不同管线的法线贴图格式有差异：OpenGL风格法线贴图Y轴向上，DirectX风格Y轴向下。如果你的法线贴图是DirectX格式，需要反转绿色通道：

  normal = (normal * 2.0 - 1.0);
  normal.y = -normal.y; // 添加这行
  normal = normalize(normal);
  

• 确认TBN矩阵的乘法顺序
  虽然你用(0,0,1)验证了TBN的正确性，但仍需确认矩阵的存储顺序（行主序/列主序）与Shader中的乘法逻辑匹配。若你的Shader使用列主序矩阵，确保TBN * normal的乘法方向是正确的切线空间转目标空间。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Sina Dasht