three.js（五） 地形纹理混合

地形生成通常使用高度图， 而高度图的生成可以使用绘图工具，或者通过分形算法生成，例如square-diamond,  fbm方法。
这里采用简单求平均值+随机波动的方法。




对于一个2^n+1  *  2^n+1 的网格， 中心点的高度是四角点的平均值加随机偏移， 边上中点的高度值是边两端点的平均值加随机偏移。
接着将偏移的幅度缩小， 计算四个较小方块的顶点的高度值。
这样随机生成了高度。


接着构造地形， 地形分割成2^n * 2^n 块， 这样顶点就有 2^n+1  *  2^n+1 个 
    var geo = new THREE.PlaneGeometry(3, 3, WIDTH-1, HEIGHT-1);


上面生成了每个顶点的高度， 需要将高度值传入shader中， 可以直接修改geo中的所有顶点的z值，来修改高度。


我们可以根据地形的高度来混合纹理，例如比较高的位置为石块， 而低洼处为草地, 这个纹理的混合。
c2 = mix(c0, c1, (height-minHeight)/(maxHeight-minHeight))
c0是第一张纹理获取的颜色， c1是第二张纹理获取的颜色， 而minHeight maxHeight 是整个地形高度的方位， height是当前高度。
c2 就是混合后的颜色。
shader如下，两张纹理， 顶点在平面坐标中的位置， 
纹理坐标采用顶点的x, y 坐标的小数部分。
    uniform sampler2D texture_grass;
    uniform sampler2D texture_rock;
    uniform float maxHeight;
    uniform float minHeight;
    varying vec3 pos;




void main( void ) {
        vec2 uv0;
        
        uv0.x = fract(pos.x);
        uv0.y = fract(pos.y);
        
        vec4 c0 = texture2D(texture_grass, uv2);
        vec4 c1 = texture2D(texture_rock, uv2);




        vec4 c2 = mix(c0, c1, (pos.z-minHeight)/(maxHeight-minHeight));


        gl_FragColor = c2;
     

}








而材质:
    var pmat = new THREE.ShaderMaterial({
        uniforms:{
            texture_grass:{type:'t', value:0, texture:THREE.ImageUtils.loadTexture("grassa512.bmp")},
            texture_rock:{type:'t', value:1, texture:THREE.ImageUtils.loadTexture("dirt512.bmp")},
      
            maxHeight:{type:'f', value:0},
            minHeight:{type:'f', value:1},
        },
        attributes:{
        },
        vertexShader: document.getElementById("vert").textContent,
        fragmentShader: document.getElementById("frag").textContent,
        //wireframe:true,
    
    });




其中纹理的值 0, 1 表示GPU内部的纹理编号， 这个数量受硬件限制。


顶点shader


    varying vec3 pos;
void main( void ) {


        pos = position.xyz;
        gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4(position.xyz, 1);

}