Games104-P6-7 Rendering

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Lecture6 Rendering(Terrian)

地形概述

• Heightfield
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  • LOD受限，需要设计

    复杂面优化

• 根据FOV（受焦距影像）设置细致程度（ps：FOV越小，每个三角面对应的像素量就越多

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• 两种简化原则 - View dependent error bound

  • DIstance to camera and FOV
  • Error compare to ground truth (pre-computation) 理解为根据地势差做预先计算，决定网格采样点
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Triangle-Based Subdivision

• 二叉树思想
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T - Junctions

• 算法解决思路：若邻边中间被切分，则该边自身也进行切分，递归

QuadTree-Based Subdivision

• 四叉树思想
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• 资源管理思想：每个block，打包Heightfield、植被、贴图等
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T - Junctions

• 解决思路： 吸附

• 退化三角形（面积为0的三角形）渲染问题

Triangulated Irregular Network (TIN)

• 通过Heightfield生成不规则三角面组成的地形，节约平缓地区的三角形消耗。
• 应用面片简化，节省不必要的顶点，并将必要的顶点align to feature
• Cons
  • 需要进行预处理
  • Rumtime时很难进行调整

GPU based Tessellation

Hardware Tessellation

• Hull shader：生成后续subdivision所 要用到的patch，向Tessellator传递细分数据
• Domain shader：根据Displacement map，形成高度起伏
• Geometry shader：再次计算Vertex shader（e.g. 如Texture UV，每个像素的数据）

Mesh Shader Pipeline

• 将所有shader合为一体，Tessellator使用新的算法。DX12以上支持

Real-Time Deformable Terrain

• 利用GPU高计算性能，和近处Terrain细分度高，实现地形实时交互

Dig a Hole in Terrain

• Dig hole：将隧道用到的顶点参数设置为无效数，GPU处理时会kill到这些三角面。会出现锯齿

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• Add tunnel：将预先制作好的隧道模型置入其中（直接解决锯齿）

Crazy Idea - Volumetric Representation

• Terrain体素化表达
• 三维空间，每一个点都存储一个权重值，表示该空间物质密度

Marching Cubes

• 寻找等值面，在cube中切割（切割方式满足所列出的14种方法）
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Transition Cell Lookup Table：在表格中查找

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Paint Terrain Materials

Terrain Materials

Texture Splatting

• 混合贴图：每一个channel对应一种material的权重

• Simple Texture Splatting

  • 问题：混合不真实
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• Advanced Texture Splatting

  • 利用Height map解决
  • 问题：相机移动时，分界线抖动
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• Advanced Texture Splatting - Biased

  • 设置一定的Bias混合范围，对Height插值后blend
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Sampling from Material Texture Array

• 将每一种贴图，都打包成一个Array，每一个Texture为于一个index。混合时，index✖️权重，再叠加

Parallax and Displacement Mapping