three.js (四)离散层次细节level of details

最新推荐文章于 2025-09-24 14:30:06 发布

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#function #object #存储

本文介绍了一种在三维场景中使用LOD(Level of Detail)技术来优化大规模地形绘制的方法。通过根据摄像机距离动态调整地形块的细节级别，实现高效渲染。具体包括如何计算地形块的细节等级、如何构建不同细节级别的地形块以及如何在每帧更新时判断是否需要重新设置地形细节。


LOD 处理比较大的外部地面场景中比较有用， 一般用于绘制地形。 首先通过可视体的切割删除不用的地形块，接着通过LOD 对照相机不同距离的地形块进行层次细节调整。
这里采用最简单的LOD 方法。
首先地形有n*n 的块构成， 这些块共同构成一个大平面；
首先根据每个块到照相机的距离 计算细节层次， 
例如假设由5*5 个块构成地形， 每个块1*1大小， 有4个细节层次， 
当块距离照相机 小于2 层次 0
距离小于4  层次 1
小于6 层次 2
其它层次 3
首先构造一个Object3D 作为整个地面的代表。
myGame.Earth = function(){
    THREE.Object3D.call(this);
    this.curPatches = [];
    this.patches = [];
    this.width = 5;
    this.height = 5;
    this.patch_width = 1;
    this.patch_height = 1;
    for(var i = 0; i < this.height; i++)
    {
        for(var j = 0; j < this.width; j++)
        {
            this.patches.push(1);//distance ---> detail 0 1*1
        }
    }
};


myGame.Earth.prototype = new THREE.Object3D();

var earth = new myGame.Earth();

earth中的每一个块是一个Mesh 对象，底层的几何体是一个PlaneGeometry

curPatches 用于存放当前组成earth的块，当细节层次需要改变的时候这些块将被丢弃，而重新构造新的块。

patches用于存储当前块的细节层次。

关键的setDetails 函数用于调节块的细节，首先计算所有块到照相机的距离得到细节层次；接着删除旧的所有平面，接着再构建新的块加入到场景中。

myGame.Earth.prototype.setDetails = function(camera){
    var diff = new THREE.Vector3();
    var standard = this.patch_width;
    var pos = new THREE.Vector3();
    for(var i = 0; i < this.height; i++)
    {
        for(var j = 0; j < this.width; j++)
        {
            pos.set(-this.width/2*this.patch_width+j*this.patch_width+this.patch_width/2, 
                    0, 
                    -this.height/2*this.patch_height+i*this.patch_height+this.patch_height/2); 

            var dist = diff.sub(camera.position, pos).length();
            if(dist < 2*standard)
                this.patches[i*this.width+j] = 0;
            else if(dist < 4*standard)
                this.patches[i*this.width+j] = 1;
            else if(dist < 6*standard)
                this.patches[i*this.width+j] = 2;
            else
                this.patches[i*this.width+j] = 3;
        }
    }
    for(var i = 0; i < this.curPatches.length; i++)
    {
        this.remove(this.curPatches[i]);
    }
    var mat = new THREE.MeshBasicMaterial({color:0xff0000, wireframe:true});
    for(var i = 0; i < this.patches.length; i++)
    {
        var pl;
        var detail = this.patches[i];
        console.log(detail);
        if(detail == 0)
            pl = new THREE.PlaneGeometry(this.patch_width, this.patch_height, 10, 10);
        else if(detail == 1)
            pl = new THREE.PlaneGeometry(this.patch_width, this.patch_height, 5, 5);
        else if(detail == 2)
            pl = new THREE.PlaneGeometry(this.patch_width, this.patch_height, 2, 2);
        else
            pl = new THREE.PlaneGeometry(this.patch_width, this.patch_height, 1, 1);
        var obj = new THREE.Mesh(pl, mat);
        obj.position.set(-this.width/2*this.patch_width+i%this.width*this.patch_width+this.patch_width/2, 
                        -this.height/2*this.patch_height+ (this.height-~~(i/this.width))*this.patch_height+this.patch_height/2,
                        0);
        this.curPatches.push(obj);
        this.add(obj);
    }
};

在每帧更新的时候，通过检测照相机新旧位置的距离差，如果足够大则更新整个场景的块。

function animate()
{
    requestAnimationFrame(animate);
    controls.update(clock.getDelta());
    var vec = new THREE.Vector3();
    var dist = vec.sub(camera.position, camera.oldPosition).length();
    if(dist > earth.patch_width)
    {
        camera.oldPosition.copy(camera.position);
        earth.setDetails(camera);
    }
    render();
}