在U3D中实现战争迷雾

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一、 简介

RTS 类型的游戏经常用到战争迷雾。一开始整个地形被迷雾遮蔽，只有Viewer 的周围一定范围可见，随着Viewer 的移动，未探索的区域变成了可见。

二、 实现方法

本人之前也没有实现过战争迷雾，但是一提到战争迷雾，我的第一反应是用RenderTexture 来实现，几乎所有运算都是在屏幕空间中进行，绘制出迷雾Texture 后，再用Projecter 将迷雾Texture 投射到整个场景，有点类似GPGPU 的思想。方法的主要步骤如下：

1 、创建一个RenderTexture （称为FogOfWarRTT ）用于绘制（刷出）迷雾。

2 、设置当前RenderBuffer 为FogOfWarRTT ，并且不清除该RenderBuffer ，这就使得刷上去的迷雾不会被清除掉。

3 、创建一个Projecter ，用于将FogOfWarRTT 投射到场景。

三、实现细节

   知道大致过程后，还有一些细节问题需要讨论，如下：

1、    创建好FogOfWarRTT 后，应该怎么刷上迷雾呢？换句话说，当Viewer 在场景中移动时，怎么样才能擦除FogOfWarRTT 上黑色的迷雾？我们只是知道Viewer 的世界坐标ViewerCenter ，而在FogOfWarRTT 上刷迷雾时，用的是屏幕空间的UV 坐标，也就是说，怎么将ViewerCenter 转化为屏幕空间的UV 坐标？如下：

其中m_projMatrix 是投影矩阵，m_viewMatrix 是视图矩阵。这两个矩阵是怎么来的，下面再讨论。

2、    创建Projecter 的视图矩阵ViewMatrix

创建视图矩阵的代码如下：

其中  look 、 up 、 right 和 pos 都是世界坐标系下的。  
3、    创建正交投影矩阵 ProjMatrix 。

Projecter 投射 FogOfWarRTT 用的是正交投影矩阵。看到这里读者可能会有疑问， Projecter 不是已经有投影矩阵了吗，直接用它的就好了呀，干嘛还这么费劲再自己编写呢？  Projecter 的正交投影空间 是方形的，对于一些在 XZ 平面是比较狭长的场景， Projecter 的正交投影空间包裹得就不是很严密，这就会造成 FogOfWarRTT 大量的像素浪费，也就是说 FogOfWarRTT 有相当大的一部分像素是没有用的，下面这图描述了用 Projecter 的投影矩阵在 FogOfWarRTT 上刷迷雾的缺陷。  

创建正交投影矩阵的代码如下：

其中v3MaxInViewSpace 、v3MinInViewSpace 分别是场景区域在Projecter 的视图空间中的最大坐标点和最小坐标点。

四、 绘制迷雾。

有了Projecter 的ViewMatrix 和ProjMatrix 后，最后一步就是绘制迷雾，下面是绘制迷雾的PixelShader 的代码：

 half4 _ViewCenter; //x,y 是Viewer 的世界坐标转换成的屏幕空间UV 坐标，z 刷子的半径,w 刷子边缘柔和程度

  
half  _BufferAspect; // 场景矩形区域的横纵比

  
half  _FogDensity;  // 迷雾浓度

sampler2D _NoiseTex; //Perlin 噪音，对圆形的刷子进行抖动，使之变得不太规则。

图片：例子.jpg