地形(Terrain)

地形 Terrain 是 3D 游戏中重要的组成部分，地形就是通过载入一张高度图和若干张细节纹理，从而在场景中绘制若干高低不平的几何体，用以在游戏场景中模拟自然中的沙漠，草原等景象。从地形的资源构成角度来说，包含了下面几个元素：

高度图

高度图从本质而言，也是一张图片，但是图中的每一个像素的颜色值并不被当做颜色，而是被视为一个高度值。Terrain 对象通过高度图所给的高度信息，加以适当的缩放，构建出整个地形的网格结构。

细节图

如果说高度图确定了整个地形的几何形状，那么细节图则确定了地形的外观。通过将细节图贴在地形上，可以制造非常好的表现效果。最多可以使用四个纹理作为细节图。

Alpha贴图

Alpha贴图用于控制细节图是在地形上何处以及如何绘制的。Alpha贴图从本质而言，也是一张图片，但是它将图片中每个像素中的 Red,Green,Blue 以及Alpha通道对应四张细节图在地形的某个位置上，每一张细节图颜色比例是多少。通过这种方式，我们就可以在地形上同时出现诸如沙丘，石板路，草地等纹理，使得地形的外观不再那么单调。

细节级别策略

Terrain 使用细节级别(Level Of Detail)策略，它根据摄像机离对象的远近，切换不同细节级别，达到一种近处的对象细节丰富，远处的对象细节简单，这样减少了整体需要渲染的三角形数量，提高了性能。

可以使用 Terrain::setLODDistance(float lod1, float lod2, float lod3 方法设置摄像机的距离。 具有不同细节级别的地形相邻块可能存在裂缝，Terrain 提供了两种方式(裙边法，补边法)避免这种情况的出现：

  1. Terrain::CrackFixedType::SKIRT
  3. Terrain::CrackFixedType::INCREASE_LOWER

Terrain::CrackFixedType::SKIRT 裙边法：在块的每个边缘生成四个裙状网格

Terrain::CrackFixedType::INCREASE_LOWER 补边法：动态调整每个快的索引，使其无缝连接

创建地形

下面代码演示了如何创建一个地形，并在上面放一个精灵

  1. auto player = Sprite3D::create("chapter9/orc.c3b");
  2. player->setScale(0.08);
  3. player->setPositionY(terrain->getHeight(player->getPositionX(),player->getPositionZ()));

地形(Terrain) - 图1

  • 通过 Terrain::DetailMap 对象创建细节图：
  1. Terrain::DetailMap r("dirt.dds");
  2. Terrain::DetailMap g("grass.dds");
  3. Terrain::DetailMap b("road.dds");
  4. Terrain::DetailMap a("greenSkin.jpg");
  • 构造 Terrain::TerrainData 对象，构造函数的第一个参数为高度图的路径，第二个参数为 Alpha 贴图的路径，接下来的四个参数为之前所构造的四个 DetailMap 结构体。
  1. Terrain::TerrainData data("chapter9/heightmap16.jpg","TerrainTest/alphamap.png", r, g, b, a);
  • 调用 Terrain::create 创建出地形，第一个参数是之前构造好的 TerrainData 对象，第二个参数是细节级别策略。
  1. _terrain = Terrain::create(data, Terrain::CrackFixedType::SKIRT);
  • 请注意，在地形对象被添加到节点或场景中(进行了 addChild() 操作)后，就不能再对地形对象使用转换，比如缩放大小。 否则，Terrain 的方法可能会造成难以预料的结果。

获取地形高度

使用方法 Terrain::getHeight(float x, float z, Vec3 * normal= nullptr) 可以获取到地形的高度，当你想把一个节点对象放到地形表面的时候，这个方法会非常有用。