使用基于GPU的Geometry Clipmap渲染地形（上）

使用基于GPU的Geometry Clipmap渲染地形（Terrain Rendering Using GPU-Based Geometry Clipmaps）（上）

 翻译：clayman
clayman_joe@yahoo.com.cn
仅供个人学习使用，勿用于任何商业用途，转载请注明作者^_^

注：这篇文章翻译的是《GPU Gem2》中第二章的内容，老早就翻译的东西了，但因为翻的不太好，一直放着，找不到原版的PDF文档，截图有些是在网上找的，有些是我自己做的，大家凑活看了，基本和原图还是差不多的。《GPU Gem2》中的内容实在很难，本人水平有限，有错的地方还请大家指正。

          Geometry clipmap是用于渲染地形LOD的新方法。它把地形缓存在一组嵌套的规则网格中，同时在观察点移动时，不断更新这些数据。和之前不规则网格（irregular-mesh）技术相比，规则的网格有很多优点：简洁的数据结构、平滑的视觉效果，稳定的渲染速率，合适的分级（graceful degradation），高效的压缩，以及运行时的细节合成（synthesis）。这里，我们将描述一种通过顶点纹理（vertes texture）实现的几何clipmap。把地形几何体作为图片来处理，几乎所有计算都能通过GPU来完成，从而减少CPU的负担。

 

1.1 Geometry clipmap简述

         在大型户外环境中，处理地形数据将会占用大量的储存空间以及渲染带宽。我们已经开发了多种LOD技术来处理地形。但是，大多数技术需要在运行时创建和修改mesh数据（顶点和索引缓冲），而这些操作对当前的图形处理技术(graphics architecture)来说代价是很大的。此外，不规则的网格通常需要使用CPU来处理，而在诸如游戏之类的应用中，CPU本来就不够用了。

         Gemetry clipmap框架中（Losasso and Hoppe 2004）把地形作为一张2D的高度图（elevation image）来处理，并预先把它过滤为一张包含L层的mipmap金字塔。

处理复杂地形时，完整的金字塔可能对内存来说太大了。Geometry clipmap结构对每一层进行窗口大小为n x n的采样并缓存，这和Tanner 1998介绍的texture clipmap方法有些类似。对观察者来说，这些窗口相当于一组嵌套规则的网格。注意，高细节层次所占的空间总是比较粗糙的层次少。这样的目的是保证在屏幕空间，所有三角形都统一大小（the aim is to maintain trangles that are uniformly sized in screen space）。如果clipmap大小为 n = 255, 那么在1024 x 768的分辨率下，每个三角形大约是5个像素。