3D图形中已有Normal Map，为何仍需使用Height Map？

为什么有了Normal Map还需要Height Map？ #

• 动态调整与扩展性：Height Map存的是高度标量值，你能在Shader里实时调整高度缩放（比如让地面凸起、磨损区域变平），或是结合动画实现表面变形。而Normal Map是固定的法线方向，没法直接实现这类高度相关的动态变化。
• 多用途性：Height Map不只是用来算法线，它还能驱动视差映射（Parallax Mapping）、位移映射（Displacement Mapping）——这些效果能让表面像素/顶点根据视角偏移，模拟真实的深度，而Normal Map只能提供法线光照的凹凸感，做不到真正的位置偏移。
• 存储效率：Height Map通常用单通道（8位/16位）存储，比需要三通道的Normal Map更省显存。如果场景只需要基于高度生成法线，用Height Map更划算。

能不能把Height Map的全部信息编码进Normal Map？ #

不行。核心原因：

• Normal Map存储的是表面法线的方向向量，它只记录了表面的倾斜角度，丢失了高度的绝对值信息。比如两个高度差很大的平面，只要它们的法线都是垂直向上，Normal Map的内容就完全一样，但Height Map能区分出二者的高度差异。
• 从逻辑上来说，高度是标量，法线是三维向量，二者的信息维度和类型不同——你可以从Height Map算出Normal Map，但反过来，没法从Normal Map还原出原始的Height Map高度值。

二者搭配使用的优势是什么？ #

• 画质与性能平衡：Normal Map提供基础的凹凸光照细节，适配所有设备；Height Map用来实现视差/位移这类高级效果，给高端设备提升真实感。一套资产就能适配不同性能的硬件，不用单独制作两套资源。
• 制作流程更高效：美术通常先雕刻Height Map（比如用ZBrush、Substance Painter），再导出对应的Normal Map，同时保留Height Map用于后续的高级效果制作，避免重复劳动。
• 光照精度提升：有时候导出的Normal Map可能存在细节丢失或错误，用Height Map实时计算局部法线，可以补充Normal Map的不足，让表面光照更自然准确。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者GrixM