【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