El游戏引擎-1. 地形

1. 地形

某种程度上说，目前主流3D引擎都可以被描述为基于地形的3D引擎。由于地形在游戏中使用之普遍，各引擎都对该部分内容给予充分重视，在实现其地形系统时在各种理论、算法上所投入的研究也不遗余力。

1.1 动态LOD

LOD（层次细节，Level of Detail）简单来说，就是对于接近视点或者说需要精确绘制的物体采用高层次细节，而对于远离视点或者说不需要精确绘制的物体采用低层次细节，以提高渲染时的效率。

LOD概念很早就被引入到游戏开发中，在大规模地形的实现中得到广泛应用。地形渲染一般的实现方法是根据高度图建立三角形顶点缓冲，之后在绘制的时候根据LOD建立索引缓冲，再之后渲染。由于在渲染时LOD会参考视点、视锥等选取需要绘制的有效三角形的索引进行绘制，这样一来很多无效三角形在被送入流水线之前就被剔除。理想情况下，不论多大的地形，每一帧渲染的三角形数目也不会有很大波动。

El采用动态LOD对地形进行绘制管理，所采取的理论及实现皆参考潘李亮《基于LOD的大规模真实感室外场景实时渲染技术的初步研究》一文，这里给出链接，不多赘述，并对作者表示感谢。

http://www.hellocpp.net/Articles/Article/145.aspx

地形动态LOD中值得注意的是四叉树管理的实现及T裂缝的修复。解决了这两个问题，基本上就没有什么难点了。

1.2 渲染

El地形采用类似魔兽世界3+1的渲染方式，三张地表细节纹理（草地、泥土、砖块），及一张混合参数纹理，该纹理的RGB通道分表代表前三张纹理的混合权重值，Alpha通道代表地形是否有阴影。

另外，影响地形渲染效果的诸多因素当中，光照其实占了很大部分比重，处理好光照模型，渲染出来的地形会有意想不到的效果。

1.3 看起来很美

最后给出地形LOD的一些讨论。

评估自己的项目自问一下，地形真的有必要做动态LOD吗？动态LOD在渲染前的确能裁剪大量的三角形，但是决定裁剪哪些三角形的步骤却需要在cpu中给出计算，而项目中如果要得到 相对精致的地形，这样的计算量也是很大的。El的地形运算中，动态LOD引发了指数级的降帧。

地形动态LOD，看起来很美。但在实际的项目运用中，作者觉得地形采用静态LOD更为合适。市面上一些引擎就是这么做的，魔兽世界也是如此。魔兽放弃了动态LOD策略，采用二级静态LOD，而魔兽世界的地形效果及效率业界也有目共睹。可能会有人坚持认为类似魔兽的无限连续地形，用动态LOD是再适合不过了。其实作者窃以为，无限连续地形的精髓，不在于LOD而在于地形分块。

关于项目中地形采用静态LOD的讨论，siney在其blog中的观点也很中肯。

http://www.sineysoft.com/blog/post/Terrain_lod.html

最后给出魔兽世界地形渲染方法的一些链接，希望对大家有所帮助。

http://fotoone.spaces.live.com/blog/cns!68DE430B0B5562FB!1234.entry

图1.1 动态LOD地形（高度图粗糙是造成地形不漂亮的重要原因T.T）

图1.2 动态LOD地形（线框模式）