四叉树平面剔除

  

四叉树平面剔除文档

       首是这是做平面剔除,当然,如果是空间中的场景管理那就得用八叉树了,四叉树剔除主要的原理如下:

如下图,

首先构造四叉树,对整个需要剔除的区域首先分成四等分( 用粗实线分开 ),即为该节点的四个子节点( 左下子节点,右下子节点,左下子节点,右上子节点等 ),然后再对四个子节点再分成四等分,依此下去,一直分到足够细为止,

       第二步,将判断图元在那个子节点中,比如面1,先检测它可以被四叉树的根节点(整个图)的任一子节点全部包含,如果是则继续判断是否能被其包括面1的那个子节点的任一子节点包含,如果不是则被该节点包含,如果是则依次下去,直到叶子节点,则面1就属于该叶子节点,如果不是则被该节点包含.面1是被根节点的右上子节点的右上子节点包含.

       第三步:视锥剔除:对检测根结果是否在视区内,如果在,则渲染属于根节点的所有图元,下面的话则渲染面3,然后再检测其四个子节点是否可见,因为左上和左下两个子节点完成不可见则直接跳过,因为其左下节点可见,则渲染属于左下子节点的所有图元,再检测左下子节点的四个子节点,有两个子节点可见渲染属于它的所有图元,依此下去,其渲染有3个图元:面3,面2和面1.当然,如果能将图元分散成属于每个子节点就更好,不用可见一点点却要将整个图元全部渲染.

线1

线2

面1

面2

面3

根据以下的思想的代码如下:

四叉树类如下:

class CQuadTree

{

public:

    CQuadTree(void);

public:

    ~CQuadTree(void);

    CQuadTree( enumAttribute attribute );

 

    enumVisible Frustum2D( );

 

    // 渲染所有的图元

    void RenderAllPrimitive( IDirect3DDevice9* pd3dDevice, CCameraPerspective * pCurCamera , float fElapsedTime, D3DVIEWPORT9 * pVP, int nAcross, int nErect );

 

    // 四个子节点

    CQuadTree *pLeftDownChild;

    CQuadTree *pRightDownChild;

    CQuadTree *pLeftUpChild;

    CQuadTree *pRightUpChild;

   

    // 该四叉树的基本范围中最小点

    D3DXVECTOR2 m_Min;

    // 该四叉树的基本范围中最大点

    D3DXVECTOR2 m_Max;

 

    // 对图元进行的判断,判断该图元是否在四叉树的某个子节点内

    bool IsIn( long ID, enumPrimitive primitivetype, D3DXVECTOR2 min, D3DXVECTOR2 max );

    // 构造四叉树

    bool SubDivide( D3DXVECTOR2 min, D3DXVECTOR2 max, int levelsize );

    // 点图元

    std::vector< long > m_vecPoint;

    // 线图元

    std::vector< long > m_vecLine;

    // 面图元

    std::vector< long > m_vecArea;

   

    // 属性类型

    enumAttribute attributetype;

    // 渲染四叉树

    void RenderQuadTree( bool bFrustum, IDirect3DDevice9* pd3dDevice, CCameraPerspective * pCurCamera , float fElapsedTime, D3DVIEWPORT9 * pVP, int nAcross, int nErect );

   

};

第一步:

bool CQuadTree::SubDivide( D3DXVECTOR2 min, D3DXVECTOR2 max, int levelsize )

{

    // 该子节点的区域赋值

    m_Min = min;

    m_Max = max;

   

    // 是否不能再分,如果不能再分则返回

    if( m_Max.x - m_Min.x <= ::MuseREGetTerrain()->GetWidth() / GRIDNUM || levelsize <= 1)

    {

       return false;

    }

   

    // 得到用于子节点的七个点(两个已知),求去求知的五个

    // 下面的中间

    D3DXVECTOR2 DownMid = D3DXVECTOR2( min.x + ::MuseREGetTerrain()->GetWidth() * ( levelsize / 2) /GRIDNUM, min.y    );

    // 中间的左面

    D3DXVECTOR2   MidLeft = D3DXVECTOR2( min.x, min.y + ::MuseREGetTerrain()->GetWidth() * ( levelsize / 2) /GRIDNUM );

 

 

    // 中心

    D3DXVECTOR2 center = D3DXVECTOR2( min.x + ::MuseREGetTerrain()->GetWidth() * ( levelsize / 2) /GRIDNUM,

                                 min.y + ::MuseREGetTerrain()->GetWidth() * ( levelsize / 2) /GRIDNUM );

 

    // 中间的右面

    D3DXVECTOR2 MidRight = D3DXVECTOR2( m_Max.x, min.y + ::MuseREGetTerrain()->GetWidth() * ( levelsize / 2) /GRIDNUM );

    // 上面的中间

    D3DXVECTOR2 UpMid = D3DXVECTOR2( min.x + ::MuseREGetTerrain()->GetWidth() * ( levelsize / 2) /GRIDNUM, m_Max.y);

 

    // 分左下子节点

    pLeftDownChild = new CQuadTree( attributetype );

    pLeftDownChild->SubDivide( m_Min, center, levelsize / 2 );

 

    // 分右下子节点

    pRightDownChild = new CQuadTree( attributetype );

    pRightDownChild->SubDivide( DownMid, MidRight, levelsize / 2 );

 

    // 分左上子节点

    pLeftUpChild = new CQuadTree( attributetype );

    pLeftUpChild->SubDivide( MidLeft, UpMid, levelsize / 2 );

 

    // 分右上子节点

    pRightUpChild = new CQuadTree( attributetype );

    pRightUpChild->SubDivide( center, m_Max, levelsize / 2);

 

    return true;

}

 

第二步,对所有图元做判断.

// 检测当前的图元是否在节点中

bool CQuadTree::IsIn(long ID, enumPrimitive primitivetype, D3DXVECTOR2 min, D3DXVECTOR2 max )

{

    // 是否包含该项图元

    if( min.x > m_Min.x && max.x < m_Max.x && min.y > m_Min.y && max.y < m_Max.y )

    {

       bool bResultLD;

       bool bResultRD;

       bool bResultLU;

       bool bResultRU;

       // 判断该节点是否是叶子节点

       if( pLeftDownChild != NULL || pRightDownChild != NULL || pLeftUpChild != NULL || pRightUpChild != NULL )

       {

           // 是否包含在该子节点中

           bResultLD = pLeftDownChild->IsIn( ID, primitivetype, min, max ) ;

           if( bResultLD )

              return true;

           bResultRD = pRightDownChild->IsIn(ID, primitivetype, min, max );

           if( bResultRD )

              return true;

 

           bResultLU = pLeftUpChild->IsIn( ID, primitivetype, min, max );

           if( bResultLU )

              return true;

 

           bResultRU = pRightUpChild->IsIn( ID, primitivetype, min, max );

           if( bResultRU )

              return true;

       }

       // 如果不属性任一一个子节点加在该节点中

       switch( primitivetype )

       {

       case POINTTYPE:

           m_vecPoint.push_back( ID );

           break;

       case LINETYPE:

           m_vecLine.push_back( ID );

           break;

 

       case AREATYPE:

           m_vecArea.push_back( ID );

           break;

       default:

           break;

       }

 

       return true;

    }

    return false;

 

   

}

第三步,渲染四叉树:

void CQuadTree::RenderQuadTree( bool bFrustum, IDirect3DDevice9* pd3dDevice, CCameraPerspective * pCurCamera , float fElapsedTime, D3DVIEWPORT9 * pVP, int nAcross, int nErect )

{

 

    // 默认是完全可见

    enumVisible visible = TOTALSIGHT;

    // 视锥剔除

    if( bFrustum )

       visible = Frustum2D();  

    // 如果不是完全不可见

    if( visible != TOTALSIGHTLESS )

    {  

       // 渲染所有的图元

       RenderAllPrimitive( pd3dDevice, pCurCamera , fElapsedTime, pVP, nAcross, nErect );

       // 如果是叶子节点

       if( pLeftDownChild == NULL || pRightDownChild == NULL || pLeftUpChild == NULL || pRightUpChild == NULL )

       {

           return;

       }

   

       // 全部可见或该结点的父节点全部可见,bFrustum为false时,不用再做锥除,因为其父节点已经完全可见

       if( !bFrustum || visible == TOTALSIGHT )

       {

           // 渲染所有的子节点且不用再做D的视锥剔除

           pLeftDownChild->RenderQuadTree( false, pd3dDevice, pCurCamera , fElapsedTime, pVP, nAcross, nErect );

           pRightDownChild->RenderQuadTree( false, pd3dDevice, pCurCamera , fElapsedTime, pVP, nAcross, nErect );

           pLeftUpChild->RenderQuadTree( false, pd3dDevice, pCurCamera , fElapsedTime, pVP , nAcross, nErect);

           pRightUpChild->RenderQuadTree( false, pd3dDevice, pCurCamera , fElapsedTime, pVP, nAcross, nErect);

           //

       }

       else

       {

           // 部分可见

           if( visible == PARTILYSIGHT )

           {

              // 渲染所有的子节点且要做D的视锥剔除

              pLeftDownChild->RenderQuadTree( true, pd3dDevice, pCurCamera , fElapsedTime, pVP, nAcross, nErect );

              pRightDownChild->RenderQuadTree( true, pd3dDevice, pCurCamera , fElapsedTime, pVP, nAcross, nErect );

              pLeftUpChild->RenderQuadTree( true , pd3dDevice, pCurCamera , fElapsedTime, pVP, nAcross, nErect);

             pRightUpChild->RenderQuadTree( true, pd3dDevice, pCurCamera , fElapsedTime, pVP, nAcross, nErect);

           }

       }

    }

}