Question

我有一个使用3D网格表示的简单游戏，例如：

Blocks grid[10][10][10];

游戏中的人用点和视线向量表示：

double x,y,z, dx,dy,dz;

我使用3个嵌套for循环绘制网格：

for(...) for(...) for(...)
   draw(grid[i][j][k]);

显而易见的问题是，当网格的大小增加到数百个时，fps会急剧下降。凭借一些直觉，我意识到：

不需要渲染网格中其他块隐藏的块
不在人的视野范围内的块也不需要渲染（即，人物背后的块）

我的问题是，给定grid[][][]，一个人的x,y,z和一个视线向量dx,dy,dz，我怎么能找出需要渲染哪些块而哪些块不需要渲染？

Answer 1

我研究过使用JMonkeyEngine，一个3D游戏引擎，不久前看了一下他们采用的一些技术。从我记忆中，他们使用了一种叫做剔除的东西。他们构建了“世界”中存在的一切树形结构。接下来的想法是，您拥有此树的一个子集，可以在任何给定时间表示可见对象。换句话说，这些是需要渲染的东西。所以，比方说，我在房间里有一个房间里有物品。房间在树上，房间里的物品是树的孩子。如果我在房间外面，那么我修剪（删除）树的这个分支，这意味着我不渲染它。这样做的原因很好，我不需要评估世界上的每个对象，看它是否应该渲染，而是我快速修剪我知道不应该渲染的世界的所有部分。

更好的是，当我走进房间时，我从树上修剪整个世界，然后只渲染房间及其所有后代。

我认为JMonkeyEngine团队制作的很多设计决策都是基于David Eberly的书3D Game Engine Design中的内容。我不知道如何实现这样的方法的技术细节，但我敢打赌这本书对你来说是一个很好的起点。

对于一些不同的剔除算法，这是一个有趣的article：

查看Frustum Culling
背面剔除
基于细胞的遮挡剔除
基于PVS的任意几何遮挡剔除
其他

Answer 2

首先你需要一个空间分区结构，如果你使用统一的块大小，最有效的结构可能是octree。然后，您需要编写一个算法，该算法可以计算框是否位于平面的特定一侧（或相交）。一旦你有了，你就可以计算出八角树的哪些叶节点位于视锥体的六个边内 - 那就是视图剔除。同样使用八叉树，您可以确定哪些块遮挡了其他块（有时称为视锥体遮罩），但首先使第一部分工作。

Answer 3

这听起来像是在寻找类似Minecraft-y的东西。看看this android minecraft level renderer。需要注意的要点是：

您只需绘制与透明块共享的块的面。例如：不要在两个不透明的块之间画面 - 玩家永远不会看到它们。
您可能希望将可见块几何体批量化为块（并将其粘贴到VBO中）并确定每个块的可见性。找到确切地看到哪些块可能需要更长的时间，而不仅仅是在gpu上投掷VBO并接受透支。
洪水填充非常适合确定哪些存储块可见 - 使用视锥体，视图方向限制填充（如果您面向+ ve x方向，请勿沿-ve方向泛滥），以及对存储块数据的简单分析（例如：如果存储块的整个面是不透明的，不要在该面上泛滥）

3D游戏几何

3 个答案: