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📄 水面渲染 --(转载) - 火星时代社区－全球领先的数字艺术媒体.htm

📁 水面渲染中文介绍,转自火星时代
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      2007-05-18 , 19:02 <!-- / status icon and date --></TD>
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      alt="shenxue 即将成为的新星" 
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      <STRONG>Re:水面渲染 --(转载)</STRONG> <!-- zGia! reputation begin --><!-- zGia! reputation end --></DIV>
      <HR style="COLOR: #000000" SIZE=1>
<!-- / icon and title --><!-- message -->
      <DIV class=post_contents id=post_message_9589678 
      style="FONT-SIZE: 14px; LINE-HEIGHT: 24px">一． 
      水面动画<BR><BR>当然，第一步就是让水面运动起来。对均匀网格来说，需要计算出每个顶点的位置和法线。实际上，如果仅模拟比较平静的水面，甚至只需计算法线就行了，这也是目前游戏中常见的做法。<BR><BR>仅使用法线来模拟水面的好处是可以极大的简化几何模型，最简单的情况下，一个网格就能代表整个水面，你甚至不必担心如何处理LOD计算。它的实现思想就是bump 
      mapping，区别在于这里我们使用动态的normal map。可以实时计算出每条法线的位置，也可以从预先处理好的normal 
      map中获得这些信息。显然，适用后者计算量可以减少很多。在Farcry中，水面实际上只使用了一张normal map，在vertex 
      shader中，对纹理坐标进行不同的缩放和偏移，从而获得动态水面。对这种方法来说，normal 
      map质量的好坏对最终效果有很大影响。下面的代码显示了通过混合三层不同的波来模拟水面的情况：<BR><BR>bumpCoord1 = 
      texCoord + time*0.02;<BR><BR>bumpCoord2 = texCoord * 2.0f + time * 
      0.02;<BR><BR>bumpCoord3 = texCoord / 2.0f + time * 0.01;<BR><BR>half3 
      vBumpTexA = tex2D(tex0, bumpCoord1).xyz;<BR><BR>half3 vBumpTexB = 
      tex2D(tex0, bumpCoord2).xyz;<BR><BR>half3 vBumpTexC = tex2D(tex0, 
      bumpCoord3).xyz;<BR><BR>half3 vBumpTex = normalize(2.0 * (vBumpTexA.xyz + 
      vBumpTexB.xyz+vBumpTexC.xyz) - 
      3.0);<BR><BR><BR><BR>上述方法最大的缺点就是对于起伏较大的水面来说，就无能为力了，由于仅仅使用法线来表示水面起伏，因此，当近距离观察时，可以看到水面实际是静止的。为了进一步增加真实性，让顶点真正运动起来是必须的。如何来计算水面运动呢？简单来说，可以把水面运动看作一系列正弦或余弦波的叠加。根据不同的时间和顶点坐标位置，计算出当前顶点的高度。然而，实践中我们却更偏向于适用Gerstner 
      Wave。以下是3D Gerstner 
      Wave的3D波动方程，注意这里的x是一个矢量x（x，z），代表顶点的坐标位置，w为角速度，k为波矢量，k为波数，x0为顶点的初始位置。<BR><IMG 
      alt="" src="水面渲染 --(转载) - 火星时代社区－全球领先的数字艺术媒体_files/14713843.jpg" 
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      &nbsp; </TD>
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      rel=nofollow>查找 shenxue 发表的更多帖子 </A></TD></TR><!-- zGia! goodish thread begin -->
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      2007-05-18 , 19:03 <!-- / status icon and date --></TD>
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      rel=nofollow><STRONG>积分</A>:</STRONG> 115 <IMG class=inlineimg 
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    <TD class=alt1 id=td_post_9589688 style="BORDER-RIGHT: #000000 1px solid"><!-- icon and title -->
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      <STRONG>Re:水面渲染 --(转载)</STRONG> <!-- zGia! reputation begin --><!-- zGia! reputation end --></DIV>
      <HR style="COLOR: #000000" SIZE=1>
<!-- / icon and title --><!-- message -->
      <DIV class=post_contents id=post_message_9589688 
      style="FONT-SIZE: 14px; LINE-HEIGHT: 24px">从数学角度来看，Gerstner 
      Wave并不比普通的正余弦波动方程复杂，但他的波形却更像水波。对于正余弦波来说，波峰和波谷波的弧度都是均匀的，而实际上水波的波峰要尖一些，波峰则要圆滑。注意上述方程中对给定顶点x0来说，不同时刻，水平位置也是不同的，因此可以正确模拟出这种效果。多个Gerstner 
      Wave相互叠加，就能模拟出相当不错的水面。有了水面高度，进一步对方程求导，就能计算出法线。<BR><BR>有时，你也许需要渲染电影级真实度的水面，那么这种简单波形叠加的方法也许就有些力不从心。可以适用FFT来模拟更真实的水面，它使用了统计波的模型（statistical 
      wave 
      model），通过快速傅立叶（FFT）变换求值。基本的思想是创建一个类似海面的，具有相同频谱的波形域，然后通过傅立叶变换转换到空间域。因此，水体表面实际上就是由许多由风产生的正弦波线性叠加而成。以下是所使用的波形方程：<BR><IMG 
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      href="http://bbs.hxsd.com/search.php?do=finduser&amp;u=88787" 
      rel=nofollow>查找 shenxue 发表的更多帖子 </A></TD></TR><!-- zGia! goodish thread begin -->
  <TR>
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      href="http://bbs.hxsd.com/search.php?do=finduser&amp;u=88787&amp;starteronly=1&amp;viewgoodish=1" 
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