【问题标题】:Terrain Quadtree LOD cracks/t-junction地形四叉树 LOD 裂缝/t 形结
【发布时间】:2017-07-20 16:52:40
【问题描述】:

我已经使用四叉树在我的图形引擎中实现了一个基本地形,现在我在修复 t 形接头和裂缝时遇到了问题。首先,我使用的是 OpenGL 3.2,所以我无法使用 tesslation。也许我会在不久的将来实现这个功能。基本上我有一个地形对象,它存储一个四叉树对象并有一个称为渲染的方法:

/**
 * Render tile
 * @param program - shader program
 */
public void render(Camera camera, Shader program)
{
    if(camera.hasMoved())
        this.quadtree.updateQuadTree(camera);

    this.quadtree.render(program);
}

然后我的四叉树对象有四个称为 TerrainTreeNode 的子对象和这个方法:

/**
 * Update quadtree
 * @param camera - camera
 */
public void updateQuadTree(Camera camera)
{
    for(Node node : getChildren())
        ((TerrainTreeNode) node).updateQuadtree(camera);
}

那么我的 TerrainTreeNode 对象有这些方法:

/**
 * Update quad tree
 * @param camera - camera
 */
public void updateQuadtree(Camera camera)
{
    updateChildNodes(camera.position);

    for(Node node : getChildren())
    {
        ((TerrainTreeNode) node).updateQuadtree(camera);
    }
}

/**
 * Update child nodes
 * @param cameraPosition - camera position
 */
private void updateChildNodes(Vector3f cameraPosition)
{
    Vector3f tempCamera = new Vector3f(cameraPosition);
    Vector3f tempPosition = new Vector3f(this.position);
    Vector3f.sub(tempCamera, tempPosition, tempCamera);
    float distance = tempCamera.length();

    switch(this.lod)
    {
        case 0: 
            if(distance < 1750)
            {
                addChildNodes(this.lod+1);
            }
            else if(distance >= 1750)
            {
                removeChildNodes();
            }
            break;

        case 1: 
            if(distance < 874)
            {
                addChildNodes(this.lod+1);
            }
            else if(distance >= 874)
            {
                removeChildNodes();
            }
            break;

        case 2: 
            if(distance < 386)
            {
                addChildNodes(this.lod+1);
            }
            else if(distance >= 386)
            {
                removeChildNodes();
            }
            break;

        case 3: 
            if (distance < 192)
            {
                addChildNodes(this.lod+1);
            }
            else if(distance >= 192)
            {
                removeChildNodes();
            }
            break;

        case 4: 
            if(distance < 100)
            {
                addChildNodes(this.lod+1);
            }
            else if(distance >= 100)
            {
                removeChildNodes();
            }
            break;

        case 5: 
            if(distance < 50)
            {
                addChildNodes(this.lod+1);
            }
            else if(distance >= 50)
            {
                removeChildNodes();
            }
            break;

        case 6: 
            if(distance < 0)
            {
                addChildNodes(this.lod+1);
            }
            else if(distance >= 0)
            {
                removeChildNodes();
            }
            break;

        case 7: 
            if (distance < 0)
            {
                addChildNodes(this.lod+1);
            }
            else if(distance >= 0)
            {
                removeChildNodes();
            }
            break;
    }
}

/**
 * Add child nodes
 * @param lod - level of detail
 */
public void addChildNodes(int newLod)
{
    if(isLeaf)
    {
        isLeaf = false;
        if(this.mesh != null)
            this.mesh.dispose();
    }
    if(getChildren().size() == 0)
    {   
        float newWidth = this.width/2f;
        float newWidth2 = newWidth/2f;
        for(int i = 0; i < 2; i++)
        {
            for(int j = 0; j < 2; j++)
            {
                float first, second;
                if(i == 0)
                    first = -(newWidth/2f);
                else
                    first = newWidth/2f;
                if(j == 0)
                    second = -(newWidth/2f);
                else
                    second = newWidth/2f;

                Vector3f newPosition = new Vector3f(this.position.x+first, 
                        0f, this.position.z+second);
                addChild(new TerrainTreeNode(newPosition, 
                        newLod, 
                        new Vector2f(i, j), 
                        newWidth));
            }
        }
    }   
}

/**
 * Remove child nodes
 */
private void removeChildNodes()
{
    if(!isLeaf)
    {
        isLeaf = true;
        this.mesh = generateMesh();

    }
    //Remove childrends
    if(getChildren().size() != 0)
    {
        for(Node child : getChildren())
            child.dispose();

        getChildren().clear();
    }
}

正如你所看到的,如果树节点与相机的距离很长,那么它会删除子节点并创建自己的 vao,在相反的情况下,它会创建子节点并从内存中删除 vao。我的 vao 使用三角扇,它看起来像这样:

1、2、4、6、8 和 10 个顶点始终处于活动状态,我要打开和关闭的其他顶点取决于邻居的详细程度以避免这种情况:

算法应该禁用红色顶点。我怎样才能做到这一点?如何找到所有无用的顶点? 该算法基于gamesutra的这篇文章。

感谢您的帮助!

编辑 我发现(来自此链接:http://www.dice.se/wp-content/uploads/2014/12/Chapter5-Andersson-Terrain_Rendering_in_Frostbite.pdf -> 请参阅第 53-55 页)我不必打开和关闭顶点,而是必须将节点的所有排列存储在不同的 vao 中。这很清楚。但仍然不知道如何检测裂缝:/。

【问题讨论】:

    标签: algorithm opengl terrain


    【解决方案1】:

    我不想修改数据,在你的情况下是四叉树。

    我更喜欢根据 LOD 选择要绘制的子节点和节点。当相机很远时,大多数孩子被丢弃(他们在屏幕上的大小将远小于一个像素),许多人只选择点“1”或连接中的一些点(2、4、6 或 8),并且只最接近的绘制所有vetices。

    您需要确定每个 LOD 的“相关”顶点。

    您应该处理“选择子节点和节点”部分。

    编辑

    您需要一种为面片选择顶点的方法,以使其与离相机较远的相邻面片相匹配。因此,该邻居使用不同的 LOD。

    算法取决于邻居的相对位置(左或右或上或下)。它还取决于与补丁相比,邻居的不同 LOD(如果您使用多个 LOD,则从补丁到其邻居的 LOD 步长应该只是一个,但要小心,您可以编写高低 LOD 之间的连接而无需中途LOD)。有几种组合。

    要允许至少两个不同的 LOD,您需要一个 5x5 顶点补丁。低 LOD 补丁将是 3x3(你画的)。

    然后您通过以下方式选择高 LOD 的顶点(您称之为“修改 qtree”,对吗?):

    if (LOD1 == high)
       if (LOD1 == LODneighbor)
           get all vertices
       else
           if (neighbor at right)
               get all top vertices
               get second row except right most
               get thrid row
               ....
           else if (neighbor at up)
               get alternate top vertices
               get whole second row
               ....
           else if ...
    if (LOD == medium)
       if (neighbor at right)
           get 1, 2, 4
       else if (neighbor at up)
            get 1, 4, 6
        else if ...
    

    低LOD的邻居选择它的所有顶点。

    该链接中显示的是当您使用索引缓冲区选择顶点时。每个排列代表根据邻居的位置获得的顶点。

    【讨论】:

    • 首先感谢您的回答。其次,我的四叉树工作得很好,但问题是两个四叉树节点之间的连接,我知道这将被渲染(目前我还没有实现 frastum 剔除)。如果一个节点有第一个 LOD 而他的邻居有第二个 LOD,它会在这两个地形块之间创建一个间隙。现在我正在寻找一种算法来解决这个问题。
    • 具有不同 LOD 的节点?我所说的是使用一个顶点作为所有子节点的代表,而不是每个节点的一个顶点并加入所有这些无用的顶点。
    • 查看此链接:dice.se/wp-content/uploads/2014/12/…(第 53-55 页)以确保我在寻找什么。
    • 好的,我知道了。所以活动或非活动顶点仅取决于邻居的lod。谢谢你的帮助:)
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