研究地形渲染中——经过一番辛勤努力实现了QuadTree

　　从发上一篇文章搞出地形程序框架之后，就一直在看《Focus On 3D Terrain》的四叉树部分，感觉这个办法最经典最可靠，当然，顺应我的低智商，也最容易实现:D于是努力了两天，把QuadTree地形渲染给实现了，虽然时间不长，收获和启发还是不少。

　　和那些CLOD，Geomipmap，ROAM相比，QuadTree的实现确实是比较简单了，对一个完整的网格进行四叉分割，选那些需要细化的地块继续分割，直到细节效果达到要求为止，最后画出来，大概的描述就是这样。具体实现还是有不少要注意的地方，数据和参数太多了，一不小心就错的很离谱。最后的实现是自己参考了很多资料独立完成的，感觉有不少细节都可以改进。有以下几点：

　　1.看了《Focus On 3D Terrain》，作者是从整个地块开始分割的，判断摄像机所在的地块，然后用顶点距摄像机的水平距离和高度作为参数，整出了一个复杂的公式，作为判断是否分割一个地块的依据，我感觉这样计算实在麻烦了，把这个判断改为视距判断，直接计算地块中点到摄像机的距离，判断是否达到某个精度等级。这样的好处是地块细节的变化只和观察距离相关，比如视点在高空观察时（比如飞行或俯视的战略游戏），所有突起的山顶都会有高一些的细节，而不是只有摄像机下方区域有高细节。

　　2.补洞。正好工作比较空闲，花了一天时间研究了各种填补裂缝的方法，期间除了这本经典著作，还看了叶志军的《Visual C++/DirectX9 3D游戏开发导引》（我学D3D的入门书），上了GameRes论坛，找到了程东哲牛人写的一篇《地形制作全攻略》，把《Focus On 3D Terrain》的重要内容都给表达出来了，最后还参考了一篇论文...3D开发行业真是遍地英雄啊，在这里要谢谢各位大师们献出好书好文指引我:)　讲一下补洞的心得，我是开一个char*缓存，每个char保存1个顶点的标记信息，对地块中心的顶点，用它保存地块的精度等级，一般不会太大(不会超过127吧？)，对地块四边的4个中点，把它当做bool类型，需要分割一个地块时，就把这四个char置1，否则置0。因为任何等级的任何地块的中心点和四边中点永远都不会重复，所以这些数据也不会混乱，只要自己明白不同点的标记含义就可以了，这样在对低精度地块邻接高精度地块补点时，既得知邻接地块的精度，也得知邻接边的分割状况，如此补洞就没有难度了...是现在感觉没难度了，研究这些算法再实现可真是一件辛苦的事。

　　3.优化递归过程。从设定的最低精度节点开始进行递归分割，而不是从整个根节点递归分割。整个地块相当于根节点，一直分割到达到相应距离上的精度停止。一般一个2^N密度的网格，渲染时允许的降级是不超过N，经常是比N小的多，比如256x256的网格，总的细节等级是8(2^8=256)，一般设定最低精度是3-5，在最低精度为4时，最粗糙的地块是占16个单位的网格(2^4)，此时没有比这再粗糙的地块了，所以不必从整个地形开始分割切，把256的地形分成N个16单位的最低精度地块(正好也是256个)，然后分别递归细分。这样就省去了从第0层递归到第4层的处理时间。

　　最后是测试。这次测试真的验证了我之前一篇文章的提到的预感，显卡性能的提高已经使LOD算法的优势不再明显了。在之前那个电脑上测试，PentiumD 2.8GHz CPU+GF-7300GT显卡，用了QuadTree算法渲染256密度的地形，由于CPU密集运算，运行时占用率不小于10%，这还只是在分割地形，没有其它交互应用，我觉得自己把算法优化了一些应该不会太浪费时间。而之前没有任何优化的256均匀网格渲染起来完全是显卡任务，CPU使用率经常是0%-5%，至于显卡是否增加负担看不出来，也许应该用PIX？无论怎样，在这个显卡技术日益上升的时期，多画几w个面对显卡没什么性能影响，对这种256地形网格到底该怎样渲染现在有了灵活的选择。

　　对再大点规模的地形，使用LOD算法才有稳定的性能提升，后来换1024网格的地形测试，那个BruteForce就变成“幻灯片”了，而用5级QuadTree渲染可以保持二十多帧的速度。那以后就尽可能的画高密度的地形网格好了，不然自己的辛苦岂不是白费:D

　　截了两张图，发到相册了。

　　Terrain_QuadTree_256_FaceMode：真实效果

　　Terrain_QuadTree_256_WireMode：线网效果(展示视距相关的动态细节)