《Breaking The Walls》算法的第一印象和空间分割杂论

《Breaking The Walls》算法的第一印象和空间分割杂论

这个算法来自于国外的一篇论文《Breaking the Walls: Scene Partitioning and Portal Creation》(以下简称论文,为虾米不是国内滴? -_-b),全名在这个Blog转载Dreams_wu的那篇文章里,大家可以去下来看。

当处理室外场景的时候,四叉和八叉毫无疑问,室内场景的时候,Bsp和室内八叉也是挺不错的,其中以Bsp为最好。但是有一种场景,四叉和八叉显得力不从心,Bsp又显得有点过分,这就是传说中的“城市场景”。

城市场景的特点是:数据量异乎寻常的巨大,具有大量不规则的平面,八叉分割很容易就将场景划分得过于细致而丧失了八叉本身的优势。而Bsp则由于不规则平面的存在,易将场景切分得毫无规则可言,如一团乱麻(图片来自论文):

BSP vs BW

注意,白色的部分是建筑物。

这样的分割本身或许不是什么错误,但是,大空间的分割将直接导致大BSP树的产生,从而最终导致BSP算法效率的下降,同时,建筑物的外表面往往极为复杂(拜那些变态设计师所赐),没必要发生的BSP分割也因此增多了起来,最终的结果就是上图左:也就是我常说的诡异的空间~~ ^_^。

而相对而言,右边的算法:也就是所谓的Breaking The Wall (BW)算法,看起来就好很多。

BW算法基于这样一个理论:我们将3D的摩天大楼投影到2D平面(地面),那么,凡角落处,必有Portal,Portal和墙面围出的区域,必为Cell。这应该很好理解,建筑的外墙与另一栋相邻建筑的外墙之间,大凡就是街道和小巷,人能在其中穿行以跨越不同的区域,所以,这些地方肯定是要诞生Portal和Cell的。只是论文似乎忽略了一个问题(或者是我忽略了):天桥怎么办呢?还有连接两栋楼的那种天桥,他们是悬空的,投影时怎么投影呢?这个目前还没有想到解决方案。

BW算法的核心是一个2D平面的蔓延算法,这和我现在工作中所作的蔓延算法有点相似,但他是2D空间中发生的,而我所作的是3D的蔓延。蔓延和BSP一样,最后的结果都是Cell和Portal,Cell组成空间,Portal连接Cell。唯一的不同是,Bsp以平面划分空间,以分出Cell和Portal,它所依据的是“平面等分空间为正反”的真理,因此,凡分割必要求将上级空间切分完全,完全切分成正负两个半空间。

而BW蔓延法虽然也是以墙面(平面)作为基础,但它只是以墙面延伸而不是平面作为分割基础,因此不必要受平面无限延展的限制,可以看作特别优化过的BSP。对于一些划分过小的空间,BSP是无法忽略的,因为平面必须跨越整个分割空间,而蔓延法会直接将之忽略,因为延伸不必考虑全空间的问题,只需要尽可能延展就可以,灵活很多。因此最后的结果看起来就比BSP规则很多。我们可以想象一下,BSP类如切西瓜,每刀下去,西瓜必定一刀两断。而BW就不会那么冲动,它只要求尽可能分割,就如同雕冰雕,适可而止,决不容许一刀两断的事情发生——太浪费了。

最近上了上Gameres,发现OGRE社群在批判BSP方面很有一手,或者说,他们主要批判的是传统经典BSP分割算法。关于这个问题,我是这样认为的:首先,作为自动空间分割的方案,我们不可能要求太高,相对于让美工一个个Portal去摆的方案而言,任何自动算法肯定都是傻而又蛮的。开发的高效性和运行的高效性总是反比。BW在处理这类问题的时候,其性能已经很不错了,你当然不能拿他来跟手动摆Portal的方案相比,但是,也没必要这样比,因为手动Portal的话,BSP其实就表现得很不错了,开发效率又高,运行效率也不低。放着成熟的技术不用,总是在开发新的技术和概念,很没必要的。

空间分割的首要原则应该是:没有普适分割法,只有最适分割法。只有知道自己要分割什么,目标是什么,才能得到最好的分割法和最好的空间。在这一点上,我的想法是:什么都不用批判,什么也都不需要批判,一切都是恩典,懂得感恩,才能获得一切。大家认为呢?

关于BW,简单说到这里,论文写得最全,大家可以下来看看。原文正在翻译,不过遇到点麻烦,有些句子实在有点难懂,我尽量快点吧,大家有什么内外结合或者城市场景分割的更好方案,请麻烦告诉我一声啊~

李巍[ noslopforever(天堂里的死神) ] 原作,转载请注明出处:http://blog.csdn.net/noslopforever

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