[gdc2012]战地3的地形系统

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http://publications.dice.se/attachments/GDC12_Terrain_in_Battlefield3.pptx

<Terrain in Battlefield 3: A modern, complete and scalable system>

两个我比较喜欢的图：

说是地形系统，其实说环境系统更合适一些，这里提到地形包括这样一些：

• 基于高度图的地形，可破坏
• 多层混合的材质
• 路面等各种decal
• decoration：植被，小石头等
• 水（河，湖。。。）

地形涉及到的资源：

• 高度图
• 混合材质用的mask贴图
• 一个color map
• 有物理信息的材质--可模拟声音等
• 用于记录破坏信息的depth mask
• 由于记录间接反射光的albedo map

Scalability

dice使用四叉树做lod的管理，这里lod是一个比较广泛的概念，包括：

• terrain本身的资源：高度图，mask等
• decoration
• decal
• water

这些的lod管理统一在一个quad tree系统中来做，进而控制streaming in/out，所以尽管地形是非常大的，但是实际在系统中的资源是比较恒定的。

这个也是主要针对dice这种地形信息包含的非常多而且复杂（lod层级多，甚至没有lod层级的概念，都是smooth的：比如decoration）的情况，一般项目可能只有2级，那么也不用这么复杂了，也是具体问题具体分析了。

编辑器

dice这里做的比较好的是对于“导入”支持的比较充分，可以分块的进行信息的导入，这个对于现代地形系统很关键。

因为随着技术的进步，刷刷高度图远不能满足需求，需要用更专业的软件来处理，比如dice提到的world machine和geo control，这些达到的程度对于engine开发者来说要做到就太难了，所以导入的支持是很重要的。

效率

ps3上给出的数据：

• gbuffer:单纯地形是2.5--3, 加上各种细节是2.5--7
• decoration：1--4ms
• virtual texture composite：0.2--0.5

virtual texture

这个在本博客里面也提了n遍了，就是为了解决多层混合（splatting）的效率问题。

dice这上面的一些细节：

• 1米32个sample
• 使用使用atlas来进行贴图合并，每一个子块是256x256的tile，为了避免filter的问题，还有2个pixel的border
• 用于virtual texture的贴图大小是4kx2k
• virtual texture是2个dxt5，normal分别放在压缩损失少的alpha&g通道里

然后使用了indirection texture来存储指向atlas 贴图那一个部分的信息，格式rgba8，分别放了：

• index x&y
• scale:如果一个tile里面包含了多个atlas的贴图tile，需要scale来处理
• lod的fade factor

这里的indirection texture是做了clipmap，因为不做任何atlas的处理的话，一个真正的virtual texture会达到1Mx1M=1T的texel量，然后256一个tile，indirection texture也会到4kx4k，这个也太大了。

所以使用了clipmap处理indirection texture，size是64x64，个数是6，每一个还有mip chain.

具体用那一个clipmap的level是cpu端算出来的，而且里面贴图需要按照world space position来分布，这个对于地形完全没问题。

tile是在gpu上混合并且压缩的（ps3上spu参与压缩），这里两大额外消耗：

• 用于混合（compositing）的额外的render target的内存消耗
• 混合的时间消耗

Streaming:

首先dice列了一些地形上一个tile的数据：

• height field:133x133x2byte
• mask: 66x66x1byte
• color map, 264x264x0.5byte

fixed size tile pool:

• height map:2kx2k
• mask:2kx1k
• color:2kx2k

disk seek:

• 把资源根据地形的位置分布放到比较近的地方，可以节省%20--%50的seek时间

全局优先级（global priority）:

使用优先级对各种资源进行管理，按照顺序来进行streaming。

优先级的制定也是比较复杂，来源颇多：

• culling信息
• speed
• update

mesh

pc和360上是vertex texture sampling

ps3上貌似是render to vertex buffer

小结：

几个地方比较喜欢：

• 把地形的概念进一步扩展，进而做一个更统一的管理（渲染到streaming），设计上也更紧凑简洁
• virtual texture很棒