RecastNavigation（3D场景建模、网格导航）

一、RecastNavigation详解

　　RecastNavigation定义：
　　　　RecastNavigation是一个导航寻路工具集，使用邻接的凸多边形集合描述一个3D场景，A*寻路算法使3D场景的可达性得到保证。
　　　　Polygon是Detour的基本寻路单元，在Poly（Polygon凸多边形）中，任意两个点是可以直线到达的。
　　　　github：https://github.com/recastnavigation/recastnavigation

　　RecastNavigation功能：
　　　　能表达一个3D场景；
　　　　能接近精确的赋予游戏对象3维坐标属性；
　　　　能判断3D场景表面2个点的可达性；
　　　　能动态改变3D场景地形。

　　RecastNavigation内容：
　　　　NavMesh（导航网格寻路）= 邻接的凸多边形（Recast） + A*寻路（Detour）
　　　　1、Recast，用于生成邻接的凸多边形集合数据，使用参照示例：RecastDemo/Sample_SoloMesh.cpp
　　　　　　① Solo Mesh，纯粹的邻接凸多边形集合。
　　　　　　② Tile Mesh，基于Tile划分的N个邻接凸多边形集合。
　　　　　　③ Temp Obstacles，支持动态障碍物的，基于tile划分的N个邻接的凸多边形集合。
　　　　2、Detour，基于邻接的凸多边形集合的A*寻路算法，示例参照：RecastDemo/NavMeshTesterTool.cpp

　　*RecastNavigation的所有操作都是基于地表面的，对于空中对象的交互是无法完成的，这时可以结合其他引擎，如physx进行对象的空中交互。

　　源码结构：
　　　　DebugUtils 调试
　　　　Detour 利用导航网格做寻路操作。导航网格可以使Recast生成的，也可以是其他工具生成的。
　　　　DetourCrowd 提供群体寻路行为的功能
　　　　DetourTileCache Tile缓存
　　　　Recast 根据提供的模型生成用于寻路的导航网格
　　　　RecastDemo 展现Recast、Detour提供的功能的Demo
　　　　Test 测试

　　SoloMesh生成过程（RecastDemo/Sample_SoloMesh.cpp中handleBuild函数），导航网格生成步骤：
　　　　场景模型体素化（Voxelization），或者叫光栅化（Rasterization）。
　　　　过滤可行走表面（Walkable Suface）
　　　　区域生成（Region）
　　　　轮廓生成（Contour边缘）
　　　　轮廓网格生成（Poly Mesh）
　　　　三角形化（Triangulation）生成细节网格（Detailed Mesh）

二、RecastNavigation构建
　　RecastNavigation使用Premake5构建，需要自行安装，如果使用make进行构建，需要编写Makefile。
　　Premake下载地址：https://premake.github.io/download.html

　　Windows下使用vs编译
　　　　1、RecastNavigation依赖于SDL库，下载SDL源码，解压到RecastNavigation/RecastDemo/Contrib/目录下
　　　　2、进入SDL/VisualC/目录，打开开解决方案，编译在SDL/VisualC/Win32/Debug下生成 SDL2.dll、SDL2.lib、SDL2main.lib
　　　　3、复制到SDL/lib/x86下，实际上这些文件下载的时候已经存在了，不需要2中的步骤
　　　　4、下载premake5.exe到工程目录RecastNavigation/RecastDemo/下，cmd命令行进入此目录，执行premake.exe vs2017 premake5.lua，生成解决方案在RecastNavigation/RecastDemo/build/下。
　　　　5、打开解决方案，在RecastNavigation/RecastDemo/Bin/下生成RecastDemo.exe可执行文件

　　Linux下编译
　　　　1、git clone https://github.com/recastnavigation/recastnavigation.git
　　　　2、安装SDL，OpenGL
　　　　SDL要编译
　　　　　　进入目录 ./configure make make install
　　　　OpenGL可以通过命令安装
　　　　　　yum install mesa-libGL-devel.x86_64
　　　　　　yum install mesa-libGLU-devel.x86_64
　　　　设置环境变量export PKG_CONFIG_PATH=SDL目录，否则make的时候找不到SDL.h文件
　　　　3、cd recastnavigation/RecastDemo/
　　　　4、premake5 gmake
　　　　5、cd Build/gmake/
　　　　6、make

三、相关知识
　　1、包围球：
　　　　......
　　2、AABB包围盒：
　　　　xmin < x < xmax
　　　　ymin < y < ymax
　　　　zmin < z < zmax
　　　　顶点 （xmin, ymin, zmin）,（xmax, ymax, zmax）
　　　　中心点
　　　　float center()
　　　　{
　　　　　　center[0] = (min[0] + max[0]) * 0.5;
　　　　　　center[1] = (min[1] + max[1]) * 0.5;
　　　　　　center[2] = (min[2] + max[2]) * 0.5;

　　　　　　return center;
　　　　}
　　3、OBB包围盒：
　　　　......

　　地形建模方法：
　　　　grid（方格）
　　　　waypoint（路径点）
　　　　navmesh（导航网格）

四、服务器使用RecastNavigation
　　1、从Unity导出场景，使用navigation寻路组件bake完成生成好的导航网格（navmesh），生成recast可识别的obj文件。
　　2、使用RecastNavigation加载场景，并验证其正确性。

　　　　// 这里要用到Sample_TileMesh.h中结构体
　　　　struct NavMeshSetHeader
　　　　{
　　　　　　int magic;
　　　　　　int version;
　　　　　　int numTiles;
　　　　　　dtNavMeshParams params;
　　　　};

　　　　struct NavMeshTileHeader
　　　　{
　　　　　　dtTileRef tileRef;
　　　　　　int dataSize;
　　　　};

　　　　// 打开读取客户端生成的NavMesh文件
　　　　FILE* fp = fopen(navameshpath, "rb");
　　　　if (!fp) return 0;

　　　　NavMeshSetHeader meshHeader;
　　　　size_t len = fread(&meshHeader, sizeof(NavMeshSetHeader), 1, fp);
　　　　f (len != 1 || meshHeader.magic != NAVMESHSET_MAGIC || meshHeader.version != NAVMESHSET_VERSION)
　　　　{
　　　　　　fclose(fp);
　　　　　　return 0;
　　　　}

　　　　dtNavMesh* dtMesh = dtAllocNavMesh();
　　　　if (!dtMesh)
　　　　{
　　　　　　fclose(fp);
　　　　　　return 0;
　　　　}

　　　　dtStatus dtStatus = dtMesh->init(&meshHeader.params);
　　　　if (dtStatusFailed(dtStatus)
　　　　{
　　　　　　fclose(fp);
　　　　　　return 0;
　　　　}

　　　　// 读取所有Tiles，获取MeshQuery对象，下一步可以用MeshQuery对象进行寻路
　　　　for (int i =0; i < meshHeader.numTiles; ++i)
　　　　{
　　　　　　NavMeshTileHeader tileHeader;
　　　　　　len = fread(&tileHeader, sizeof(NavMeshTileHeader), 1, fp)
　　　　　　......
　　　　}

　　3、Detour驱动AI寻路。

参考资料：
　　https://zhuanlan.zhihu.com/p/35100455 RecastNaviagtion
　　https://cloud.tencent.com/developer/article/1006053
　　http://chenshungen.cn/%E6%B8%B8%E6%88%8F%E6%9C%8D%E5%8A%A1%E5%99%A83d%E5%AF%BB%E8%B7%AF%E5%BA%94%E7%94%A8-recastnavigation/

未完待续 ......