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場景管理:把不同的物體歸屬到不同類別裡,而相似性的判斷是根據物體的空間相干性。
把物體分類的目的:希望下次能快速找到所需的物體,所以更偏向於用四叉樹來管理我們的場景,因為四叉樹構建了這樣的乙個快速索引。
四叉樹:設想乙個二維平面,我們可以先把它按田字形劃分為四份,如果這四份子空間中,存在不包含任何物體的子空間,那麼我們就標記一下,然後在包含物體的子空間,繼續劃分為四個子空間,以此類推,這就是四叉樹。轉換到三維空間,我們可以把空間切分成八份,就是八叉樹。
上圖中,每個節點對應乙個平面區域,每一層的區域大小相同。
圓形代表該區域存在物體,且有四個子區域
白色正方形代表空間中存在物體,已經不需繼續劃分 或 已到最大深度。
黑色正方形代表空間中不存在物體。
四叉樹的應用:四叉樹並不僅針對二維的遊戲場景上,還可以:
廣泛應用於三維室外場景管理(只考慮三維場景中的xy軸即可)
地形渲染剔除機制
根據四叉樹只繪製玩家周圍物體,或者,使用lod技術
動態載入遊戲物件
詳細應用請見:
對於乙個有很多物體的3d場景來說,渲染這個場景最簡單的方式就是用乙個list將這些物體進行儲存,並送入gpu進行渲染。但這種做法在效率上來說是相當低下的,因為真正需要渲染的物體是視椎體內的物體。除此之外,從裁剪演算法和碰撞檢測等演算法的效率來說,使用這種資料結構也是相當低效的。優秀的方式是使用具有層次結構的空間資料結構儲存待渲染的物體,也就是場景管理還能用:
bvh(包圍體層次結構)
bsp(二叉空間分割)樹
四叉樹八叉樹
模糊k-d樹
在進行空間查詢或者剔除的時候將時間複雜度從o(n)降低到o(logn)。當然,對應的代價是每幀更新的時候,需要更新對應的空間資料結構。
虛幻4用的bsp
《天涯明月刀》也用的bsp
國產mmo基本都是地形一套管理機制,室外四叉樹、八叉樹,代表遊戲《誅仙》
遊戲場景測試
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