在 Unity 3D 中编辑地形有两种方法:
地形上每个点的高度被表示为一个矩阵中的一列值。这个矩阵可以用一个被称为高度图(heightmap
)的灰度图来表示。
灰度图是一种使用二维图形来表示三维的高度变化的图片。近黑色的、较暗的颜色表示较低的点,接近白色的、较亮的颜色表示较高的点。
通常可以用 Photoshop 或其他三维软件导出灰度图,灰度图的格式为 RAW 格式
,Unity 3D 可以支持 16 位
的灰度图。
Unity 提供了为地形导入、导出高度图的选项。
Settings tool
按钮,找到标记为 Import RAW
和 Export RAW
的按钮。RAW 格式
中读出或者写入高度图,并且兼容大部分图片和地表编辑器。案例构思
在 Unity 3D 中支持 RAW 格式
的高度图导入。
RAW 格式
相当于各种图片格式的“源文件”,它的转换是不可逆的。
注:
- 在 Photoshop 软件中可以使用滤镜功能制作高度图。
本案例根据在 Photoshop 中制作好的高度图导入 Unity 3D 系统,自动生成地形。
案例设计
本案例通过 Photoshop 中制作好的高度图在 Unity 3D 中创建一个简单的地形,在地形参数列表里设置导入高度图的信息,导入的高度图地形效果。
案例实施
GameObject
→ 3D Object
→ Terrain
菜单命令。Import Raw 按钮
添加地形,如下图所示。参数列表
参数 | 含义 | 描述 |
---|---|---|
Depth |
深度 | 根据文件格式设置,可以是8位或16位。 |
Width |
宽度 | 设置高度图的宽。 |
Height |
高度 | 设置高度图的高。 |
Byte Order |
字节顺序 | 根据文件格式设置,可以是Mac 或Windows 。 |
Terrain Size |
地形大小 | 定义地形的大小。 |
在 Unity 3D 中,除了使用高度图来创建地形外,还可以使用笔刷绘制地形。
刚创建的初始地表只有一块巨大的平面。Unity 3D 提供了一些归纳于地形菜单栏的工具,可供游戏开发者在该平面上创建很多地表元素。
地形菜单栏一共有7个按钮,含义分别为
如下图所示,每个按钮都可以激活相应的子菜单对地形进行操作和编辑。
地形高度绘制
在地形编辑器中,前 3 个工具用来绘制地形在高度上的变化。
左边第一个按钮激活 Raise/Lower Height 工具
,如下图所示。
当使用这个工具时,高度将随着鼠标在地形上扫过而升高。如果在一处固定鼠标,高度将逐渐增加。这类似于在图像编辑器中的喷雾器工具。
如果鼠标操作时按下 Shift 键
,高度将会降低。不同的刷子可以用来创建不同的效果。
例如:
soft-edged
刷子进行高度抬升。hard-edged
刷子进行高度削减。Paint Height
,类似于 Raise/Lower 工具
,但多了一个属性 Height
,用来设置目标高度,如下图所示(左边第二个)。Shift + 单击
对鼠标位置的高度进行取样。Flatten 按钮
,它简单地拉平整个地形到选定的高度,这对设置一个凸起的地平线很有用。Paint Height
绘制的地表包含高出水平线和低于水平线的部分,(例如在场景中创建高原以及添加人工元素——道路、平台和台阶等)都很方便。Smooth Height
并不会明显地抬升或降低地形高度,但会平均化附近的区域。这缓和了地表,降低了陡峭变化,类似于图片处理中的模糊工具(blur tool)。Smooth Height
可以用于缓和地表上尖锐、粗糙的岩石。参数列表如下:
参数 | 含义 | 描述 |
---|---|---|
Brushes |
笔刷 | 设置笔刷的样式。 |
Setting |
设置 | |
Brushes Size |
笔刷尺寸 | 设置笔刷的大小。 |
Opacity |
不透明度 | 设置笔刷绘制时的高度。 |
Height |
高度 | 设置绘制高度的数值。 |
地形纹理绘制
在地形的表面上可以添加纹理图片以创造色彩和良好的细节。
由于地形是如此巨大的对象,在实践中标准的做法是使用一个无空隙地(即连续地)重复的纹理,在表面上用它成片地覆盖,可以绘制不同的纹理区域以模拟不同的地面,如草地、沙漠和雪地。
绘制出的纹理可以在不同的透明度下使用,这样就可以在不同地形纹理间形成渐变,效果更自然。
地形编辑器左边第四个按钮是纹理绘制工具,单击该按钮并且在菜单中执行 Add Texture 命令
,可以看到一个窗口,在其中可以设置一个纹理和它的属性。
添加的第一个纹理将作为背景使用而覆盖地形。如果想添加更多的纹理,可以使用刷子工具,通过设置刷子尺寸、透明度及目标强度(Target Strength)选项,实现不同纹理的贴图效果,如下图所示。
参数列表:
参数 | 含义 | 描述 |
---|---|---|
Brushes |
笔刷 | 设置笔刷的样式。 |
Setting |
设置 | |
Opacity |
不透明度 | 设置笔刷绘制时的高度。 |
Textures |
纹理 | 设置绘制地形纹理图片样式。 |
Brush Size |
笔刷尺寸 | 设置绘制纹理的笔刷的大小。 |
Target Strength |
目标强度 | 设置所绘制的贴图纹理产生的影响。 |
树木绘制
Unity 3D 地形可以布置树木。可以像绘制高度图和使用纹理那样将树木绘制到地形上,但树木是固定的、从表面生长出的三维对象。
Unity 3D 使用了优化(例如,对远距离树木应用广告牌效果)来保证好的渲染效果,所以一个地形可以拥有上千棵树组成的茂密森林,同时保持可接受的帧率。
单击 Edit Trees 按钮
并且选择 Add Tree 命令
,将弹出一个窗口,从中选择一种树木资源。
Shift 键
可从区域中移除树木,按住 Ctrl 键
则只绘制或移除当前选中的树木。树木绘制面板如下图所示。参数 | 含义 | 描述 |
---|---|---|
Tree Density |
树木密度 | 设置树的间距。 |
Setting |
设置 | |
Tree Height |
树木高度 | 设置树的高度,勾选Random选项 ,可以出现树木高度 在指定范围内随机变化的效果。 |
Lock Width to Height |
锁定树木的宽高比 | 锁定树木宽高比。 |
Brush Size |
笔刷尺寸 | 设置种植树时笔刷的大小。 |
Tree Width |
树木宽度 | 设置树的宽度,勾选Random选项 ,可以出现树木宽度 在指定范围内随机变化的效果。 |
Random Tree Rotation |
树木随机旋转 | 设置树木随机旋转一定的角度。 |
草和其他细节
一个地形表面可以有草丛和其他小物体,比如覆盖表面的石头。草地使用二维图像进行渲染来表现草丛,而其他细节从标准网格中生成。
在地形编辑器中单击 Edit Details 按钮
,在出现的菜单中将看到 Add Grass Texture
和 Add Detail Mesh 选项
,选择 Add Grass Texture
,在出现的窗口中选择合适的草资源,如下图所示。
参数列表:
参数 | 含义 | 描述 |
---|---|---|
Detail Texture |
细节纹理 | 指定图片作为草的纹理。 |
Min Width |
最小宽度 | 设置草的最小宽度值。 |
Max Width |
最大宽度 | 设置草的最大宽度值。 |
Min Height |
最小高度 | 设置草的最小高度值。 |
Max Height |
最大高度 | 设置草的最大高度值。 |
Noise Spread |
噪波范围 | 控制草产生簇的大小。 |
Healthy Color |
健康颜色 | 设置草的健康颜色,此颜色在噪波中心处较为明显。 |
Dry Color |
干燥颜色 | 设置草的干燥颜色,此颜色在噪波中心处较为明显。 |
Billboard |
广告牌 | 草将随着摄像机同步转动,永远面向摄像机。 |
地形设置
单击地形编辑器最右边的按钮可以打开地形设置面板,如下图所示。该面板用于设置地形参数,如下表所示。
基本地形参数:
参数 | 含义 | 描述 |
---|---|---|
Draw |
绘制 | 绘制地形。 |
Pixel Error |
像素容差 | 显示地形网格时允许的像素容差。 |
Base Map Dist |
基本地图距离 | 设置地形高度的分辨率。 |
Cast Shadows |
投影 | 设置地形是否有投影。 |
Material |
材质 | 为地形添加材质。 |
树和细节参数:
参数 | 含义 | 描述 |
---|---|---|
Draw |
绘制 | 设置是否渲染除地形以外的对象。 |
Detail Distance |
细节距离 | 设置摄像机停止对细节渲染的距离。 |
Detail Density |
细节密度 | 设置细节密度。 |
Tree Distance |
树木距离 | 设置摄像机停止对树进行渲染的距离。 |
Billboard Start |
开始广告牌 | 设置摄像机将树渲染为广告牌的距离。 |
Fade Length |
渐变距离 | 控制所有树的总量上限。 |
Max Mesh Trees |
网格渲染树木最大数量 | 设置使用网格形式进行渲染的树木最大数量。 |
风参数:
参数 | 含义 | 描述 |
---|---|---|
Speed |
速度 | 风吹过草地的速度。 |
Size |
大小 | 同一时间受到风影响的草的数量。 |
Bending |
弯曲 | 设置草跟随风弯曲的强度。 |
Grass Tint |
草的色调 | 设置地形上的所有草和细节网格的总体渲染颜色。 |
风域
地形中的草丛在运行测试时可以随风摆动,如果要实现树木的枝叶如同现实中一样随风摇摆的效果,就需要加入风域。
执行 GameObject
→ 3D Object
→ Wind Zone
菜单命令,创建一个风域,风域的参数如下图所示。
参数列表:
参数 | 含义 | 描述 |
---|---|---|
Mode |
风域模式 | 设置风域模式:Directional模式下整个场景中的树木都受影 响,Spherical模式下只影响球体包裹范围内的树木。 |
Main |
主风 | 设置主要风力,产生风压柔和变化。 |
Turbulence |
湍流 | 设置湍流风,产生一个瞬息万变的风压。 |
Pulse Magnitude |
波动幅度 | 定义风力随时间的变化。 |
Pulse Frequency |
波动频率 | 定义风向改变的频率。 |
风域不仅能实现风吹树木的效果,还能模拟爆炸时树木受到波及的效果。
需要注意的是,风域只能作用于树木,对其他游戏对象没有效果。场景中不同模式下的风域参数设置如下表所示。