9、3D场景中的天空盒与背景实现

3D场景中的天空盒与背景实现

1. 引言

在3D场景中，营造逼真的远方地平线效果往往能显著提升场景的真实感。当我们眺望远处，常见的有云朵、山脉、太阳（夜晚则是月亮和星星）等大型物体。然而，若将这些物体作为独立模型添加到场景中，可能会带来难以接受的性能开销。天空盒（Skybox）和天空穹顶（Skydome）则为高效生成逼真的地平线效果提供了相对简单的方法。

2. 天空盒（Skyboxes）

2.1 天空盒的概念

天空盒的实现概念十分巧妙且简单，主要步骤如下：
1. 实例化一个立方体对象。
2. 用所需的环境纹理对立方体进行贴图。
3. 将立方体放置在相机周围。

2.2 制作地平线纹理

立方体有六个面，都需要进行纹理映射。常见的方法有两种：
- 使用六个图像文件和六个纹理单元。
- 使用包含六个面纹理的单个图像，即纹理立方体映射（texture cube map）。

纹理立方体映射使用单个纹理单元为立方体的六个面进行纹理映射。立方体映射的六个部分分别对应立方体的顶部、底部、前面、后面和两个侧面。当将其“包裹”在立方体上时，它就成为了放置在立方体内的相机的地平线，如下图所示：

使用纹理立方体映射对立方体进行纹理映射时，需要指定合适的纹理坐标。下图展示