使用基于GPU的Geometry Clipmap渲染地形（下）

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

 

翻译：clayman
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1.3.5 Vertex Shader

         我们使用同一个vertex shader来渲染之前描述的所有2D footprint。首先，对于给定的footprint坐标(x,y)来说，shader通过简单的缩放和变换来计算它的世界坐标(x,y)。接下来，从顶点纹理中读取高度值z。这里不需要任何过滤器，因为顶点和纹理采样是一一对应的。

         为了平滑的过渡，vertex shader将对两个不同层次边界的顶点进行几何混合（blend）。根据顶点（x,y）相对于观察点（Vx，Vy）的位置来计算混合参数alpha。这里：

alpha = max( alphax,alphay):

alphax = clamp(( | x – Vx ) – ( (n-1)/2 – w – 1)) /w , 0, 1)

         使用类似的方法计算alphay。

         这里，所有的坐标都以clipmap网格范围内[ 0….n-1]之间的值来表示，w是交换区域的宽度（这里选择了 w= n/10）。我们希望除了交换区域外，alpha值都为0，而在交换区域内，值线形的从0增加到1，当达到外围的层次时值为1。下图的蓝色部分即为交换区域。

         对于几何混合来说，我们对同一位置（x,y）在不同层次之间的高度值Zf（较好层次的高度值）和Zc（教粗糙层次的高度值）之间进行线形插值。

Z’ = ( 1 – alpha)Zf + alpha * Zc

         一般情况下，采样点位于较粗糙网格的边缘，Zc则通过对较粗糙层次边缘两个采样点的均值来计算。我们可以在运行时来完成这一步计算，但这将会导致3次顶点纹理查找（Zf一次，Zc = （Zc1 + Zc2）/2 两次），而对于现在的显卡来说，读取顶点纹理的代价还是很大的。

         因此，我们把计算Zc作为更新clipmap的一部分来实现，把Zf和Zc打包为同一个单通道的浮点纹理（pack both Zf and Zc into the same 1-channel floation-point texture）。我们把Zf作为浮点数的整数部分，而差值Zd = Zc – Zf则保存为小数部分。这个打包的步骤将在pixar shader中upsampling的时候完成（详见 1.4.1 ）。

         以下是实现clipmap渲染的vertex shader的部分HLSL代码：

struct OUTPUT

{

         vector pos           : POSITON;

         float2 uv              : TEXCOORD0; //coordinates for normal-map lookup