3D地形编程——之GeoMipMap基础（4）

 

 m_pPatches[iPatch].m_iLOD= 0;

 

else if( m_pPatches[iPatch].m_fDistance<1000 )

     m_pPatches[iPatch].m_iLOD= 1;

 

else if( m_pPatches[iPatch].m_fDistance<2500 )

m_pPatches[iPatch].m_iLOD= 2;

 

else if( m_pPatches[iPatch].m_fDistance>=2500 )

     m_pPatches[iPatch].m_iLOD= 3;

 

这些距离使得速度和细节有效的结合起来。如果演示在你的图像卡上显示有点缓慢，你也许想改变这些距离，但是别这样做。我们将在这章后面做一些速度的最优化，所以别绝望！这些就是所有Geomipmapping图块更新内容……对现在来说，至少是这样。现在是时候到了任何地形实现有趣的部分：渲染它！

 

Geomipmapping的渲染

这也许是你将在这章碰到的最难的一节，这并不是很坏。它一时有点难懂，但是我会带你走过它。

 

一点一点的把东西划分开

最简单的渲染每个东西的方法是，我们需要的渲染就是把单独的渲染程序一点点的划分开，所以代码不会变得很臃肿。这可能会增加一些函数头，但是只要我们把那些东西弄的整齐漂亮，就不会太糟糕。

 

我计算它的方法，Geomipmapping类应该有一个高层次渲染函数，能把低层的函数连续添加进去。例如，最高层的渲染函数是Render。跟着Render的是RenderPatch、RenderFan。RendeVertex做为最低层。使用这些函数，函数头数量会增长一点，但值得注意的是我们减少了代码丑陋的地方。这个交易是值得的。如果你花了时间很难理解我计划用的这个设计，看图5.14。随着实现我们的渲染系统，让我们从低起点向高的路线工作。

 

RenderVertex函数

系统的顶点渲染函数不是什么特别的东西，但坦诚的说，它很小。我们会经常调用它，让它成为一个理想的内联（inline）函数。RenderVertex基于阴影值设置顶点的颜色，阴影值是从光照图取出和光线颜色的RGB各分量值复合而来。这时RenderVertex传送纹理坐标给渲染API（为细节映射，如果需要也为纹理颜色）。在那之后，简单的你需要传送的顶点坐标缩放比例给渲染API。这就完成了！

 

图5.14 Geomipmapping类的渲染构造。

 

RenderFan函数

每个Geomipmapping的块都能分散成许多小扇形，不管是1个块还是256个块都是如此。使用这个函数就清理了在RenderPatch里的很多代码，下一节会讨论RenderPatch。

 

所有块渲染函数做的就是渲染单个三角形扇面。因此，函数需要接收的参数有扇形的中心点和扇形一边的长度，这样函数就能渲染它。RenderFan也需要获取块的邻接信息。好吧，是一些信息。邻接信息是单独的扇形的。如果因为一个比较粗糙的块在它右边需要删除一个顶点，但是当前扇形是在块的中间，这时邻接结构会显示所有邻接是true。(只有在块的右面这条边的扇形需要担心顶点的移除。)如果这个扇形正在被渲染，然而，顶点的移除是需要的。例如，如果这个扇形在块的右面的边上，并且在当前块的右边的块是更粗糙的细节级别（LOD），这时当前扇形就需要移除渲染右顶点。

 

RenderPatch函数

块渲染函数是整个渲染系统中最为至关紧要的，因为如果不渲染块你就不会看到地形。大部分的反裂缝步骤就被放在这个函数里，其余反裂缝部分（顶点的移除）被放在RenderFan函数中。记住我给你看的伪代码在前面的“尔裂缝的艺术在哪里？”好了，我们需要实现它。我们需要填充一个“邻接结构，”它是个简单的数据结构包含了4个布尔值（boolean）来标识周围的块（左、右、上和下的块）是否比当前块细节级别高。如果邻接值被标记ture，我们就能标准的渲染这边的块，因为我们不需要特殊计量来防止裂缝。如果它被标记为false，我们需要做特别的测算。

 

【注释

当我们在这章谈到“较高级别细节”，意思是“更低的地形细节。”这是因为我们的级别系统是从高（低数量的地形细节）开始的，并且级别越低地形细节越多，由级别0结束是最多地形细节。只要别在我们谈论高/低细节级别时搞混就行了。】（意思是细节级别有0～3，从0开始到3地形的细致程度越来越少。）

 

在反裂缝步骤后，我们需要计算出从哪里开始渲染三角形扇面。这个比听起来稍微复杂点，但不是很难。这里面最难的部分是试图计算出三角形扇面的中心点距离。在这完成后，我们会感觉好到极点！

 

我们怎样计算出每个扇面的中心点相互的距离？好吧，我着手的方法，虽然它看起来有点奇怪，首先以单个块的大小开始尝试计算块被划分成了多少，由此得到每个扇相互中心点长度。首先从除数、块的大小开始，用while循环计算块的总大小被划分成多少。例如，如果块是0级，我们用单个块大小划分它本身的大小，这样我们渲染的每个扇都产生1个单位的长度。(我们不想缩放顶点直到我们运行RenderVertex函数。)一个级别1的块，每个扇的距离就会是2个单位，2级就有8个单位，等等。前面计算的代码如下：

 

fDivisor= ( float )m_iPatchSize;

fSize    = ( float )m_iPatchSize;

iLOD     = m_pPatches[iPatch].m_iLOD;

 

//find out how many fan divisions we are going to have

While( iLOD-->=0)

      iDivisor= fDivisor/2.0f;

 

//the size between the center of each triangle fan

fSize/= fDivisor;

（意思是以级别0为基准的话，计算出大边上有多少个小边，因为是2的倍数，所以用循环计算被划分了多少，用总长度除这个分块数就是扇形距离的长度了，间隔的基准单位是以0级别的。原文循环中那条语句可能有点问题。）

 

这个计算还不是完全正确的；当我们用时，所产生的地形看起来象图5.15。

 

图5.15 哎呀！它看上去象是一些错误计算产生的！

 

这个计算哪里出错了呢？好，有个简单东西被我们做错了。我们想这个除数变量，fDivisor，是2的幂。记住当除数等于块的大小时，扇的距离是0级的1个单位长度对吧？好，从一个中心点到另一个中心点，我们需要至少2个单位间隔（看图5.16）。

 

你看到图5.16中顶部的一对扇形相互怎样重叠（产生出一个相当糟糕的结果）的了么？它们是1个单位的间隔。看到在底部的2个扇形完美的恰当的在一起了么？它们是2个单位间隔。好了，我们需要改变先前扇的中心点计算，这样使块的最小间隔是2个单位。你问我们怎么做？这很简单。我们只要设置除数变量的初始值是块大小的减1，这使除数变量一直是2的幂，由此修正我们之前的所有问题。看新代码。（fDivisor变成iDivisor这样我们能提升一点计算速度。）

 

图5.16  1个扇中心间隔为1个单位与1个块是2个单位间隔。

 

fSize    = ( float )m_iPatchSize;

iDivisor= m_iPatchSize-1;

iLOD     = m_pPatches[iPatch].m_iLOD;

 

//find out how many fan divisions we are going to have

While( iLOD-->=0 )

      iDivisor= iDivisor>>1;

 

//the size between the center of each triangle fan

fSize/= iDivisor;

 

在这完成之后，渲染块的三角形扇变得轻松。只需要确定渲染的起点是fSize的一半因为第一个扇的中心点在那里。我们需要检查是否每个扇都需要移除顶点。意味着我们需要用到