opengl - 多个纹理图像混合到 3D 地面上

Question

电脑游戏如何呈现其阵地？我将使用几何高度图(尽管我稍后会对其进行优化)，但我想知道最好的技术是什么，例如，“绘制”我的地面；到处都是草，到处都是土路，城镇里有砾石，每种 Material 之间都有平滑的过渡。

我只使用巨大的预烘焙纹理吗？当我可以平铺现有纹理时，这似乎非常低效。那么我是否要为每个现有纹理使用巨大的 alpha 贴图？从理论上讲，这对我来说听起来不错，但我实际上该如何去做以及后果是什么？我真的不知道从哪里开始，而且我的 Google 搜索也没有被证明非常有效。

我不想将纹理“捕捉”到网格(即空间(0,0)是草，空间(0,2)是泥土，空间(0,1)是草-泥土过渡) ;我宁愿能够随意画画，这样看起来更有说服力。当然，这是一种简单的方法，但在图形质量和“真实感”方面牺牲太多。

我主要只是在这里寻找理论和选择。我正在使用 OpenGL，因此如果您能提供有关 OpenGL 的工作方式以及我可能从未听说过的功能的提示，那就太好了。

只是为了澄清一下，《Oblivion》是我正在寻找的内容的一个很好的引用。我不知道地面的几何形状(高度图、静态 3D 模型等)，但它们的地形具有不同的地面类型以及它们之间的平滑过渡，就像我所说的那样。这是一个示例图像，请注意鹅卵石如何融入草地，不切实际但顺利:http://www.elitistsnob.com/images/Oblivion%202006-05-21%2008-38-25-15.jpg

另外，我想我在一本《游戏编程 gem 》书中读到过这一点，但当时我并没有太注意它，而且现在是夏天，我无法访问我大学的图书馆来查看!我现在正在寻找目录，如果找到就会进行编辑，但直到八月中旬我仍然无法阅读它。

编辑:啊，游戏编程 gem 7 有一个章节 5.8，标题为“为户外地形渲染映射大型纹理”，这听起来正是我所需要的，但我的大学图书馆甚至没有那本书!我在其他游戏编程 gem 书籍中找不到与此完全相同的内容，尽管有一些关于地形几何的文章。

Answer 1

我最近用 OpenGL 编写了一个小型地形渲染引擎，它的功能与您所说的类似。我使用的技术最好描述为 texture splatting .

我使用五个纹理来完成此任务。其中四种纹理是细节纹理:草、岩石、水和沙子。这些纹理较小，为 512x512 纹理，并且平铺在地形上。第五个纹理是混合贴图。混合贴图是一个覆盖整个地形的巨大纹理，在我的例子中是 4096x4096。

混合映射

此混合贴图使用所有 4 个颜色 channel (r、g、b、a)来描述在该特定位置显示多少细节纹理。我使用红色 channel 来确定沙子的不透明程度，绿色代表草，蓝色代表水，Alpha 代表岩石。该混合贴图是根据初始化时的高度图计算的，我使用高度来确定这些值。例如，靠近海平面，我主要想要水，所以我在蓝色 channel 中设置较高的值，在其他 channel 中设置较低的值。当我进入山的更高处时，我将 Alpha 颜色 channel 设置为较高的值，因为我想要大量的岩石纹理，但我将所有其他颜色 channel 设置为较低的值。

片段着色器

然后将该混合贴图在片段着色器中使用，我在其中获取混合贴图的这些颜色 channel 并使用它们来组合细节纹理。以下是我用于片段着色器的 GLSL 代码:

uniform sampler2D alpha;
uniform sampler2D grass;
uniform sampler2D water;
uniform sampler2D rock;
uniform sampler2D sand;
uniform float texscale;

varying vec3 normal, lightDir ;

void main()
{
   // Get the color information
   vec3 alpha    = texture2D( alpha, gl_TexCoord[0].st ).rgb;
   vec3 texSand  = texture2D( sand, gl_TexCoord[0].st * texscale ).rgb;
   vec3 texGrass = texture2D( grass,  gl_TexCoord[0].st * texscale ).rgb;
   vec3 texWater = texture2D( water, gl_TexCoord[0].st * texscale ).rgb;
   vec3 texRock  = texture2D( rock,  gl_TexCoord[0].st * texscale ).rgb;

   // Mix the colors together
   texSand *= mixmap.r;
   texGrass = mix(texSand,  texGrass, mixmap.g);
   texWater = mix(texGrass, texWater, mixmap.b);
   vec3 tx  = mix(texWater, texRock,  mixmap.a);

   // Lighting calculations
   vec3 dl = gl_LightSource[0].diffuse.rgb;   
   vec3 al = gl_LightSource[0].ambient.rgb;
   vec3 n = normalize(normal);
   vec3 d = tx * (dl * max( dot ( n, lightDir), 0.0 ) + al );   

   // Apply the lighting to the final color   
   vec4 finalColor = vec4( min(d, 1.0), 1.0);
   gl_FragColor = mix(gl_Fog.color, finalColor, fogFactor);
}

统一纹理比例是一个值，用于确定细节纹理在地形上平铺的次数。较高的值将使细节纹理看起来更清晰，但有可能使它们看起来更重复。