地形(Terrain)

地形 Terrain 是 3D 游戏中重要的组成部分,地形就是通过载入一张高度图和若干张细节纹理,从而在场景中绘制若干高低不平的几何体,用以在游戏场景中模拟自然中的沙漠,草原等景象。从地形的资源构成角度来说,包含了下面几个元素:

高度图

高度图从本质而言,也是一张图片,但是图中的每一个像素的颜色值并不被当做颜色,而是被视为一个高度值。Terrain 对象通过高度图所给的高度信息,加以适当的缩放,构建出整个地形的网格结构。

细节图

如果说高度图确定了整个地形的几何形状,那么细节图则确定了地形的外观。通过将细节图贴在地形上,可以制造非常好的表现效果。最多可以使用四个纹理作为细节图。

Alpha贴图

Alpha贴图用于控制细节图是在地形上何处以及如何绘制的。Alpha贴图从本质而言,也是一张图片,但是它将图片中每个像素中的 Red,Green,Blue 以及Alpha通道对应四张细节图在地形的某个位置上,每一张细节图颜色比例是多少。通过这种方式,我们就可以在地形上同时出现诸如沙丘,石板路,草地等纹理,使得地形的外观不再那么单调。

细节级别策略

Terrain 使用细节级别(Level Of Detail)策略,它根据摄像机离对象的远近,切换不同细节级别,达到一种近处的对象细节丰富,远处的对象细节简单,这样减少了整体需要渲染的三角形数量,提高了性能。

可以使用 Terrain::setLODDistance(float lod1, float lod2, float lod3 方法设置摄像机的距离。 具有不同细节级别的地形相邻块可能存在裂缝,Terrain 提供了两种方式(裙边法,补边法)避免这种情况的出现:

Terrain::CrackFixedType::SKIRT

Terrain::CrackFixedType::INCREASE_LOWER

Terrain::CrackFixedType::SKIRT 裙边法:在块的每个边缘生成四个裙状网格

Terrain::CrackFixedType::INCREASE_LOWER 补边法:动态调整每个快的索引,使其无缝连接

创建地形

下面代码演示了如何创建一个地形,并在上面放一个精灵

auto player = Sprite3D::create("chapter9/orc.c3b");
player->setScale(0.08);
player->setPositionY(terrain->getHeight(player->getPositionX(),player->getPositionZ()));

  • 通过 Terrain::DetailMap 对象创建细节图:
Terrain::DetailMap r("dirt.dds");
Terrain::DetailMap g("grass.dds");
Terrain::DetailMap b("road.dds");
Terrain::DetailMap a("greenSkin.jpg");
  • 构造 Terrain::TerrainData 对象,构造函数的第一个参数为高度图的路径,第二个参数为 Alpha 贴图的路径,接下来的四个参数为之前所构造的四个 DetailMap 结构体。
Terrain::TerrainData data("chapter9/heightmap16.jpg","TerrainTest/alphamap.png", r, g, b, a);
  • 调用 Terrain::create 创建出地形,第一个参数是之前构造好的 TerrainData 对象,第二个参数是细节级别策略。
_terrain = Terrain::create(data, Terrain::CrackFixedType::SKIRT);
  • 请注意,在地形对象被添加到节点或场景中(进行了 addChild() 操作)后,就不能再对地形对象使用转换,比如缩放大小。 否则,Terrain 的方法可能会造成难以预料的结果。

获取地形高度

使用方法 Terrain::getHeight(float x, float z, Vec3 * normal= nullptr) 可以获取到地形的高度,当你想把一个节点对象放到地形表面的时候,这个方法会非常有用。

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