用Ogre实现《天龙八部》场景中水面（TerrainLiquid）详解

本文主要讲的是《天龙八部》游戏中水面(TerrainLiquid)的具体实现，使用C++,Ogre1.6。

天龙的水面做的比较简单，虽然没有倒影，但动态纹理+深度图做出的效果还行，看着不是特别假。

一般情况下，TerrainLiquid有一层动态纹理，有的还会有一层1D深度图纹理，深度图纹理用来控制不同深度水面的透明度。另外还会给出一个坐标，可以称之为种子坐标，通过这个坐标可以填充整个水面。总的来说要实现天龙的水面只要搞清楚两个问题

1.如何利用种子坐标填充整个水面

2.如何利用深度图纹理控制水面透明图

文章最后我放了TerrainLiquid的代码的链接，配合上篇随笔给的地形Demo代码再加上水面相关的资源，很容易就能在那基础上加上水面效果。

TerrainLiquid格式

<Objecttype="TerrainLiquid">

<Propertyname="material"value="haihuwater"/>

<Propertyname="position"value="2500636-4901"/>

<Propertyname="texturescale"value="0.25"/>

<Propertyname="depthtexturelayer.enable"value="true"/>

<Propertyname="depthtexturelayer.heightscale"value="0.008"/>

</Object>

上面是一个典型的TerrainLiquid的例子，

material，不用说了，材质

position就是我上面说的种子坐标，天龙不给出整个水面覆盖的范围，而只给出这个坐标，载入场景时实时填充

texturescale，这个值是用来确定第一层纹理坐标的，假设某个点与种子间隔(x,y)个顶点，则该点第一层动态纹理的坐标为(x*texturescale,y*texturescale)。

depthtexturelayer.enable，这一项如果是true的时候，说明要用深度图。

depthtexturelayer.heightscale，是用来确定水面上某点的深度和该点的透明度间的关系，深度*这个值=透明度。

水面填充

开始要实现水面的时候，我首先想的很简单，弄四个点，一个平面，动态贴图一贴，完了。后来发现没那么简单，水面不能用一个长方形来做，多看几个场景就能发现，这个肯定是不合适的。Google了一下，看了几个大牛的博客，知道水面应该用填充算法来生成，可惜大牛们都不贴代码，估计觉得太简单了吧……只好自己实现一下。

我用的填充算法比较简单，递归…没有任何优化，但很易懂，很简单。一般如果不是大的变态的水面应该没有问题，而且这个填充的过程是在载入场景的过程中，也没有什么优化的必要，估计再快也就快个一两秒吧。

下面是核心的填充代码，很简单吧…

voidTerrainLiquid::__spreed(intx,intz,intdirection)

{

//判断是否已包含该点和该点是否应该被看做水面的一部分

if(!__isGridContained(x,z)&&__isValidGrid(x,z,direction))

__addGrid(x,z);

else

return;

__spreed(x,z-1,UP);

__spreed(x,z+1,DOWN);

__spreed(x-1,z,LEFT);

__spreed(x+1,z,RIGHT);

}__isValidGrid()用来判断该点是否是水面的一部分，简单点说就是判断地形上的这一点是否高于种子的高度，实际上判断还是有点复杂的，如果单纯判断点的当前点的高度遇到复杂一点的水面情况就会出BUG，我的做法是分不同的方向分别判断。具体代码如下：

boolTerrainLiquid::__isValidGrid(intx,intz,intdir)

{

inty=mSeedPos.y;

intleft=mTerrainInfo->getOffset().x;

intright=left+(mTerrainInfo->getWidth()-1)*mTerrainInfo->getScaling().x;

inttop=mTerrainInfo->getOffset().z;

intbottom=top+(mTerrainInfo->getHeight()-1)*mTerrainInfo->getScaling().y;

Ogre::Vector3leftTop=__getPos(x,z);

Ogre::Vector3rightTop=__getPos(x+1,z);

Ogre::Vector3leftBottom=__getPos(x,z+1);

Ogre::Vector3rightBottom=__getPos(x+1,z+1);

intlt=mTerrainInfo->getHeightAt(leftTop.x,leftTop.z);

intrt=mTerrainInfo->getHeightAt(rightTop.x,rightTop.z);

intlb=mTerrainInfo->getHeightAt(leftBottom.x,leftBottom.z);

intrb=mTerrainInfo->getHeightAt(rightBottom.x,rightBottom.z);

//boundingcheck

if(leftTop.x<left||rightTop.x>right||leftTop.z<top||leftBottom.z>bottom)

returnfalse;

if(lt>leftTop.y&&rt>rightTop.y&&lb>leftBottom.y&&rb>rightBottom.y)

returnfalse;

elseif(dir==LEFT)

{

if((lt<y||lb<y)&&(rt>=y&&rb>=y))

returnfalse;

}

elseif(dir==RIGHT)

{

if((rt<y||rb<y)&&(lt>=y&&lb>=y))

returnfalse;

}

elseif(dir==UP)

{

if((rt<y||lt<y)&&(rb>=y&&lb>=y))

returnfalse;

}

elseif(dir==DOWN)

{

if((rb<y||lb<y)&&(rt>=y&&lt>=y))

returnfalse;

}

returntrue;

}首先判断四个点对应的地形的高度是否都大于种子高度，若大于则返回false然后判断是否超出地图边界，超出则返回false再分四个方向判断前两点和后两点的高度，若前两点有一点或两点地形高度小于种子高度，且后两点地形高度都大于种子高度，则返回false具体为什么这么判断比较难描述…反正在边界比较窄的情况下，若不这样判断就会检测不到水面的边界。

水面透明度处理

当水面填充做好以后，这个就不难处理了，就是在每个顶点生成的时候设置纹理坐标。第一层纹理是动态纹理，第二层是一维的深度图纹理。第一层纹理坐标的设定要根据TerrainLiquid中texture_scale值来确定。由于Ogre默认的纹理映射方式是wrap，就是说Anyvaluebeyond1.0wrapsbackto0.0.Textureisrepeated（引用自Ogre官网的Manual）.我们不需要考虑纹理坐标大于1或者小于0的状况，它自己会映射到正确的位置，所以我们只要将（x,y）处点的纹理坐标设为(x*texture_scale,y*texture_scale)就OK了。

第二层纹理的形式是这样的：（中间那一条）

在ps里面看一下可以发现，这是一张宽度为256，高度为1的一维纹理，有4通道，每个通道的值都是从0-255递增。不难推测，我们需要用水面的深度情况来取一个值作为水面的透明度。

从水面的纹理的材质可以看出，第二层纹理的映射方式为clamp，所以纹理坐标在在大于1.0时，会映射到1.0.所以（depthtexturelayer.heightscale*水面深度）求出的就是第二层的纹理坐标。水面深度=种子坐标高度-当前点的地形高度。

要注意的是第二层纹理一定要声明为1D的。

下面是顶点格式的声明，有FLOAT3的顶点坐标，FLOAT3的法线方向（统一向上）,FLOAT2的一层纹理，FLOAT1的二层纹理。

decl->addElement(MAIN_BINDING,offset,VET_FLOAT3,VES_POSITION);

offset+=Ogre::VertexElement::getTypeSize(VET_FLOAT3);

decl->addElement(MAIN_BINDING,offset,VET_FLOAT3,VES_NORMAL);

offset+=Ogre::VertexElement::getTypeSize(VET_FLOAT3);

decl->addElement(MAIN_BINDING,offset,VET_FLOAT2,VES_TEXTURE_COORDINATES,0);

offset+=Ogre::VertexElement::getTypeSize(VET_FLOAT2);

if(m_bDepthEnable)

decl->addElement(MAIN_BINDING,offset,VET_FLOAT1,VES_TEXTURE_COORDINATES,1);将TerrainLiquid添加到地形中

在原来地形Demo中载入场景的函数中适当位置添加这一段应该就没问题了。

elseif(IsStrEqual("TerrainLiquid",strTemp))

{

TerrainLiquid*pTerrainLiquid=newTerrainLiquid;

SceneNode*pSsceneNode=m_pSceneManager->getRootSceneNode()->createChildSceneNode("terrain_liquid"+StringConverter::toString(staticIndex++));

TiXmlElement*propriety=element->FirstChildElement("Property");

floatx,y,z;

floattexture_scale=0.0f;

floatdepth_scale=0.0f;

booldepth_enable=false;

while(propriety)

{

strTemp=propriety->Attribute("name");

sValue=propriety->Attribute("value");

if(IsStrEqual("material",strTemp))

{

sValue=UTF8ToANSI(sValue);

pTerrainLiquid->setMaterial(sValue);

delete[]sValue;

}

elseif(IsStrEqual("position",strTemp))

{

sscanf(sValue,"%f%f%f",&x,&y,&z);

pSsceneNode->setPosition(x,y,z);

}

elseif(IsStrEqual("texturescale",strTemp))

{

sscanf(sValue,"%f",&texture_scale);

}

elseif(IsStrEqual("depthtexturelayer.enable",strTemp))

{

if(IsStrEqual(sValue,"true"))

depth_enable=true;

else

depth_enable=false;

}

elseif(IsStrEqual("depthtexturelayer.heightscale",strTemp))

{

sscanf(sValue,"%f",&depth_scale);

}

else

ThrowException("TerrainLiquid",strTemp/Files/syqking/TerrainLiquid_src.rar);

propriety=propriety->NextSiblingElement();

}

pTerrainLiquid->createTerrainLiquid(Ogre::Vector3(x,y,z),texture_scale,depth_enable,depth_scale,mTerrainMgr->getTerrainInfo());

m_pSceneManager->getRootSceneNode()->createChildSceneNode()->attachObject(pTerrainLiquid);

}