细分优化 [OpenGL]

Question

地形细分： 我正在使用剪辑贴图截头体剔除和镶嵌着色器渲染我的地形。现在为了进一步提高性能，我想以更有效的方式使用一些曲面细分着色器。我的目标是实现相当高的帧速率（~100 FPS）和良好的视觉质量，所以我将结合 3 个细分因素、一个细分贴图、依赖于视图的细分（每个边缘的像素）细分和轮廓细分。

我的想法是它们的加权平均值：

tessfac = tesscoeff*(w1*tessmapfactor+w2*silhtessfactor+w3*ppetessfactor)/(w1+w2+w3);

这 3 个因素在 0...1 之间变化，并且 tesscoeff 也可以是统一的以调整水平。我有地图和边缘半径因素，但是......

剪影： 如何在使用简单y(x,z) 函数描述的网格上找到轮廓补丁？我正在使用 vertex-texture-fetch 所以我知道相邻的顶点/法线。如果我使用四边形而不是三角形，或者它不会使查找它们变得更加困难，这会不会有问题？

（已编辑回补丁） Backpatch Culling：我遇到的另一个问题是背面剔除。正如我所说，我正在使用四边形贴片，因此可能不会躺在平面上。对于三角形，我会将法线与眼睛方向进行比较，但在四边形上我不能，或者不知道该怎么做。

遮挡剔除：我正在使用几何剪辑贴图渲染地形，算法如下：

foreach(LOD)
    foreach(quarter)
        foreach(quad in quarter) //I mean x+z+, x-z+, x-z- and x+z- by quarters
            quad.clipFrustum();
            if(inFrustum) quad.render();
        endloop
    endloop
endloop

我有一个简单的n*n 四边形混乱的顶点缓冲区。我有这个网格的 4 个索引缓冲区，一个用于这个四边形的每个象限。对于LOD=0，我渲染 center/bottom left 四边形，而对于其他级别，我只渲染 L 形混乱与其他 3 个 (top,topleft,left) 象限，按pow(2,LOD) 缩放。然后用一个常数（gridscale）对整个网格进行缩放。

由于整个网格被放置在摄像机前面的每一帧中，因此网格总是从视图原点逐个象限地渲染。也许它可以用于镶嵌控制着色器中的一些剔除，如 early-z 或 occlusion？

我正在寻找一些关于这些的指针，因为我发现的只是一些没有太多技术背景的 NVIDIA/AMD 论文。 http://www.geeks3d.com/20101201/amd-graphics-blog-tessellation-for-all/全文链接也失效了……（来自这篇文章：OpenGL Low-Level Performance Questions）

Answer 1

您可以使用以下方法剔除一个三角形（3 个点），

float3 vEdge0 = patch[1].PosW - patch[0].PosW;
float3 vEdge1 = patch[2].PosW - patch[0].PosW;

float3 vFaceNormal0 = normalize(cross(vEdge1, vEdge0));
float2 vView0 = normalize(patch[0].PosW - gEyePosW);

if (dot(vView0, vFaceNormal0) < -0.25f)
{
    pt.EdgeTess[0] = 0.0f;
    pt.EdgeTess[1] = 0.0f;
    pt.EdgeTess[2] = 0.0f;

    pt.InsideTess = 0.0f;

    return pt;
}

您应该能够通过从 4 个角点形成 4 个三角形来剔除补丁，例如 [\]（从左上角到右下角的 2 个三角形）和 [/]（从右上角到左下角的 2 个三角形）并且如果所有 dot(vView, vFaceNormal)

我会说你甚至可以更进一步，如果由于某种原因你发现这在你所有的情况下都不起作用，并且绝对想要剔除你可以在高度贴图中作为纹理传递的船体着色器，甚至采样更多的三角形（比如获得补丁的中点）使 [x] 获得更多的 4 个三角形，甚至 [*] 获得更多的 8 个三角形。

无需大量工作即可完成相同任务的更安全方法是平截头体剔除，传入边界相机平截头体的平面并检查补丁的边界框。这是着色器代码；

float3 vMin = float3(patch[0].PosW.x, minY, patch[0].PosW.z);
float3 vMax = float3(patch[3].PosW.x, maxY, patch[3].PosW.z);

if (!IntersectsOrContainsBoundingBox(vMin.x, vMin.y, vMin.z, vMax.x, vMax.y, vMax.z))
{
    pt.EdgeTess[0] = 0.0f;
    pt.EdgeTess[1] = 0.0f;
    pt.EdgeTess[2] = 0.0f;
    pt.EdgeTess[3] = 0.0f;

    pt.InsideTess[0] = 0.0f;
    pt.InsideTess[1] = 0.0f;

    return pt;
}

bool IntersectsOrContainsBoundingBox(float minWidth, float minHeight, float minDepth, float maxWidth, float maxHeight, float maxDepth)
{
// check box outside/inside of frustum
for (int i = 0; i < 6; i++)
{
    int output = 0;
    output += (((gWorldFrustumPlanes[i].x * minWidth) + (gWorldFrustumPlanes[i].y * minHeight) + (gWorldFrustumPlanes[i].z * minDepth) + (gWorldFrustumPlanes[i].w * 1.0f) < 0.0) ? 1 : 0);
    output += (((gWorldFrustumPlanes[i].x * maxWidth) + (gWorldFrustumPlanes[i].y * minHeight) + (gWorldFrustumPlanes[i].z * minDepth) + (gWorldFrustumPlanes[i].w * 1.0f) < 0.0) ? 1 : 0);
    output += (((gWorldFrustumPlanes[i].x * minWidth) + (gWorldFrustumPlanes[i].y * maxHeight) + (gWorldFrustumPlanes[i].z * minDepth) + (gWorldFrustumPlanes[i].w * 1.0f) < 0.0) ? 1 : 0);
    output += (((gWorldFrustumPlanes[i].x * maxWidth) + (gWorldFrustumPlanes[i].y * maxHeight) + (gWorldFrustumPlanes[i].z * minDepth) + (gWorldFrustumPlanes[i].w * 1.0f) < 0.0) ? 1 : 0);
    output += (((gWorldFrustumPlanes[i].x * minWidth) + (gWorldFrustumPlanes[i].y * minHeight) + (gWorldFrustumPlanes[i].z * maxDepth) + (gWorldFrustumPlanes[i].w * 1.0f) < 0.0) ? 1 : 0);
    output += (((gWorldFrustumPlanes[i].x * maxWidth) + (gWorldFrustumPlanes[i].y * minHeight) + (gWorldFrustumPlanes[i].z * maxDepth) + (gWorldFrustumPlanes[i].w * 1.0f) < 0.0) ? 1 : 0);
    output += (((gWorldFrustumPlanes[i].x * minWidth) + (gWorldFrustumPlanes[i].y * maxHeight) + (gWorldFrustumPlanes[i].z * maxDepth) + (gWorldFrustumPlanes[i].w * 1.0f) < 0.0) ? 1 : 0);
    output += (((gWorldFrustumPlanes[i].x * maxWidth) + (gWorldFrustumPlanes[i].y * maxHeight) + (gWorldFrustumPlanes[i].z * maxDepth) + (gWorldFrustumPlanes[i].w * 1.0f) < 0.0) ? 1 : 0);
    if (output == 8)
    {
        return false;
    }
}

return true;
}