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  • 【转】3D场景管理

    一、场景管理有很多种方法,如四叉树、八叉树、BSP、模糊K-D树、包围球层次结构等。室内环境主要是BSP为主,从quake3一直延续到现在主流的引擎都是以BSP为基础,BSP使用并不难,关键是数据的生成,这就牵涉到场景编辑器。

       Quake3、Unreal:BSP,有自己的编辑器。

       FarCry:场景分为室内和室外两部分,室内场景使用BSP, 室外不清楚但应该跟地形有很大关系,同时为了支持超远距离视距使用了地形Occlusion Culling,另外也可以手动放置OcclusionArea。
       RenderWare:模糊K-D树,内置了很多种K-D树切割方法,读者可以借鉴到自己的引擎,我自己试过把标准的RenderWare K-D树生成代码移植到Gamebryo,RW的切割还是很有技巧的。
       GameBryo: 包围球层次结构,可以根据自己的需要进行修改。

        二、基于地形、室外为主的MMO网游,个人认为还是用四叉树进行场景管理。之前我们也尝试K-D树,问题是室外的实体太多了,而且实体非常密集,无论怎么切割,生成的K-D树深度都不能承受,毕竟实体不是点。八叉树也没必要,普通的一张512*512地图,实在没必要在Z轴上继续划分。提升效率的另外一个途径是Occlusion Culling,OC算法有很多。在场景编辑器或美术导出的时候指定PlanarOccluder,渲染之前进行遮挡检测。最明显的例子就是城墙,在城外打怪的时候望向城墙,城内的实体就不应该被渲染。目前有专门的OC中间件Umbra,Gamebryo集成了该插件。

        三、目前我的做法,主要介绍下室外四叉树,室内及室内室外衔接做完了再做介绍。

       场景元素:

       1.地形,由Tile组成。
       2.静态实体,指WorldBound固定不变的实体,如静止的房屋。

       3.动态实体,指WorldBound变化的实体,如烟雾特效、天生飞翔的老鹰。

       场景层次结构:

       1.场景实体全部处于同一级;
       2.地形按四叉树组织
       3.地形四叉树的叶子节点Tile包含处于该TileAABB内的所有静态场景实体列表;一个静态实体有可能跨多个Tile。

       场景更新:

       静态物体:

    1. 当添加实体的时候,根据实体的世界坐标及AABB,可确定实体处在哪些Tile,并更新相应Tile的实体列表索引。

    2. 当删除实体的时候,遍历所有的地形Tile,更新实体列表索引。

    3. 当移动、旋转、缩放即WorldBound变化的时候,马上更新相应Tile实体列表索引。编辑器、游戏内都一样。

                对于动态物体,没有特殊处理,进行最简单也是低效的视椎体裁剪。

       剔除及次序:

        1.地形四叉树剔除,确定可视VisTileList
        2.静态物体:遍历可视VisTileList,地形Tile的实体进行视椎体裁剪,获得VisEntityList
        3.动态物体:视椎体裁剪,添加到VisEntityList
        4.所有实体包括Tile跟PlaneOccluder进行OcclusionCull

       场景渲染及次序:

        1.先绘制ui。

        2.绘制VisEntityList的非透明实体,被渲染的实体更新当前帧数避免重复渲染。

        3.绘制地形。

        4.绘制VisEntityList的透明实体,被渲染的实体更新当前帧数避免重复渲染。

        5.最后绘制天空盒

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