修改ETM,用Ogre实现《天龙八部》地形与部分场景详解（附源码）

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修改ETM,用Ogre实现《天龙八部》地形与部分场景详解（附源码）

2014年03月02日 ⁄ 综合 ⁄ 共 7715字 ⁄ 字号小中大 ⁄ 评论关闭

本文主要讲的是《天龙八部》游戏的地形和一部分场景的具体实现，使用C++, Ogre1.6，我摸索了段时间，可能方法用的并不是最好的，但好歹实现了。文章可能讲得有点罗嗦，很多简单的东西都讲了。我是修改了ETM（Editable Terrain Manager）实现的地形，其实单单实现天龙八部的地形场景等的载入根本不需要使用ETM，直接用Ogre的顶点->索引->纹理就可以搞定地形，但我要做的是可以实时编辑的，所以用了ETM，场景其由于很重要的粒子和model等部分我还没去看，所以等以后看了再详细写关于场景的部分，但这个Demo已经实现了基本的场景的载入。光，雾，环境，静态物等都能载入。

修改过的ETM和这个场景的Demo代码可以通过文章底下的链接下载。

Demo截图如下：（少林）

这个Demo比较简单，只能移动摄像机看看场景。

我研究这些的动机是当前在学校做一个网游项目，想做得类似于《Second Life》，苦于没有游戏美工，最近有马上要二期验收了，为了让游戏看上去光鲜一点，无奈之下只好借《天龙八部》的资源来用了。看了不少大牛的博客，将得感觉都有点不是很详细，只是大概把文件格式讲了一下而已，具体怎么实现说得不多（可能是觉得实现太容易，懒得多说了吧...）最主要的是，似乎没看到有人发完整的代码。

实际项目中用的程序代码我就不放出来了，场景部分差不多，只是多了个内建的编辑器，人物移动和网络通信部分等。

编辑器的截图晒一下，功能还不全

言归正传，先简单地说一下载入一个天龙八部场景的大致过程：

读取.Scene文件
根据<Texture>读取.Terrain文件
读取地砖大小(<tileSize>) 地形大小(xsize, ysize)，缩放值(<scale>)，地图中心坐标(<center>)。
读取所有要用的地形贴图（<textures>中各项）。
读取.gridinfo 文件，此文件中存放着每个格子对应的纹理坐标。
根据3，4，5步的信息用修改过的ETM创建Terrain。
读取lightmap, 是png格式的预处理的场景阴影图。
读取场景中的各种模型等，并插入到场景Root中。

(注：天龙八部的场景包含很多个文件，用“劒蚩”的资源提取工具提取出来，文件夹下的基本都是，但我暂时不考虑寻路，碰撞等，所以就地形来讲只研究.Terrain文件，.Gridinfo文件。
资源提取的问题可访问http://www.cnitblog.com/sword/category/5167.htmlScene )

下面我分几个部分来具体讲如何实现天龙八部的场景Demo。

读取高度图

做地形首先肯定是要读取高度图，《天龙八部》的高度图是保存在.Heightmap文件中，读取的方法是跳过前面8个字节，读地形的width和height，然后读取width*height个float型数据，上面说到.Terrain文件中有地形大小(xsize, ysize)，缩放值(<scale>)，地图中心坐标(<center>)，<scale>中有xyz 3个值(一般情况下是100,100,100)，分别是x,y,z轴的放大系数，用ETM创建地形的时候，直接用读取到的float型数据作为高度图数据，然后再用上面那些值作为参数，定义地形的大小，缩放值，和偏移。

这是读取高度图的代码,heightMapData是float型的数组，存放原始的高度图信息。

void TileTerrainInfo::LoadHightMap( const char* fileName, const char* type )
{
    FILE* pf = fopen( fileName, "rb" );
    fseek( pf, 8, SEEK_SET );
    int height, width;
    fread( &width, 4,1, pf );
    fread( &height, 4,1, pf );

    assert( height = this->height+1 );
    assert( width == this->width+1 );

    if( heightMapData )
        delete []heightMapData;
    
    heightMapData = new float[height*width];
    for( int i = 0; i < height; ++i )
    {
        for( int j  = 0; j < width; ++j )
        {
            float data;
            fread( &data, 4,1,pf );
            heightMapData[i*width+j] = data;
        }    
    }

    fclose( pf );
}

材质文件的分析

我想先讲一下地形的材质，因为用别人的资源，首先要知道怎么用这些资源，一般情况下材质信息可以明显地反映出如何使用纹理资源（不排除有可能用代码动态生成材质）。

在每个.Terrain文件的最下面，有这些内容。

定义了一些材质模板。

我没有深究其他的，只考虑TwoLayerLightmap这个材质。

不记得是在哪个文件夹下，有一个文件FairyTerrain.material，其中就是地形的材质。

我修改了一些内容，将<lightmap>设tex_coord = 0. <layer0>设tex_coord=1,<layer1>设tex_coord=2。这是因为我想让ETM原有的地形和天龙八部的地形共存，而原有地形纹理坐标刚好和<lightmap>纹理坐标相符合，所以设为同一层。

这是我改过的材质

material Terrain/TwoLayerLightmap

{

   technique

    {

        pass

        {

            fragment_program_ref Terrain/TwoLayerLightmap_ps

            {

            }

            texture_unit

            {

                texture_alias <layer0>

                texture <layer0>

                tex_address_mode clamp

     tex_coord_set 1

            }

            texture_unit

            {

                texture_alias <layer1>

                texture <layer1>

                tex_address_mode clamp

                tex_coord_set 2

            }

            texture_unit

            {

                texture_alias <lightmap>

                texture <lightmap>

                tex_address_mode clamp

                tex_coord_set 0

            }

        }

    }

}

<layer0>，<layer1>，<lightmap>是一个pass中的3个texture_unit.也就是3层纹理。顾名思义<layer0>是第一层纹理，<layer1>是第二层纹理，<lightmap>是光照图纹理（阴影图），具体如何使用，如何使天龙八部的地形贴图资源对应到layer0,layer1，我下面会讲到。

从FairyTerrain.cg中我们可以找到对应的shader。

void TwoLayerLightmap_ps(

    in float2 uv0 : TEXCOORD0,

    in float2 uv1 : TEXCOORD1,

    in float2 uvLightmap : TEXCOORD2,

    in uniform sampler2D layer0,

    in uniform sampler2D layer1,

    in uniform sampler2D lightmap,

    in float4 diffuse : COLOR0,

    in float4 specular : COLOR1,

    out float4 oColour : COLOR)

{

    float4 c0 = tex2D(layer0, uv0);

    float4 c1 = tex2D(layer1, uv1);

    float3 texturedColour = lerp(c0.rgb, c1.rgb, c1.a);

    float4 lightmapColour = tex2D(lightmap, uvLightmap);

    float4 baseColour = diffuse * lightmapColour;

    float3 finalColour = baseColour.rgb * texturedColour + specular.rgb * (1-c0.a) * (1-c1.a) * lightmapColour.a;

    float3 resultColour = Fogging(finalColour);

    oColour = float4(finalColour, baseColour.a);

}

很容易看出其大致思路是<layer1>的alpha值控制<layer0>和<layer1>进行混合。

可见，天龙八部的地形应该是部分像魔兽一样的格子式地形，部分权重图地形，也就是ETM原有的那种贴图模式，很多层纹理，然后又1-2层手动生成的纹理数据控制各层纹理的alpha值，达到混合的效果，只不过这里是只有一个alpha通道来控制纹理混合。

两层纹理的效果比单独一层纹理好的多，我用OneLayerLightmap材质试过，效果比较赫人...

地形纹理的实现

<lightmap>纹理很明显，是一整张纹理贴到整个地形，没什么好说的。

但<layer0> <layer1>这两层地形纹理应该怎么贴上去呢？

对于材质中的这两层纹理，有两种可能。

1.<layer0>,<layer1>本身只是材质模板中纹理的名字，没有实际意义，在实际的程序中会为每一块地形从材质模板继承一个模板，然后修改材质中纹理的名称。

2.在程序中手动创建<layer0>,<layer1>。

先说两种不能实现的方法：

1. 在程序中手动创建<layer0>,<layer1>, 为极大极大的贴图（和真实的地形一样大），该贴图根据.Terrain和.Gridinfo中的信息来组成，和lightmap一样，整个贴到地形上。

在小游戏，只有可能一个屏幕那么大的地形，也许可以用，而且效果可能不错，但在这种地形相对较大的游戏中是不可能的，首先，极大的浪费资源，一个地砖的纹理，可能被用到几十次几百次，那么在这个大纹理中，就会有几百个地砖纹理的拷贝，其次，不可能创建这么大的纹理（硬件不支持？反正我试过创建不出来..）

2. 像ETM一样，将所有要用到的纹理（假设有n张）一个一个作为texture_unit放在材质里面，然后用n/4张手动生成的纹理去控制这些纹理的alpha值。这个方法不是对于天龙八部的地形不是很现实，一般每个天龙八部的地形有大概十几个不同的纹理，如果用这个方法，每个pass一般支持8个texture_unit，十几个纹理，加n/4张控制纹理需要3-4个pass，效率似乎... 而且我们通过天龙的材质文件可以看出，游戏应该不是用的这个方法来实现的。

3. 每一个格子都有自己独自的材质，修改每个格子材质中的<layer0>, <layer1>，改为它需要的材质文件，如 "05武当\褐色土地底层.jpg” 相当于将每一个格子作为单独的mesh。这个是可以实现的，我试过，将ETM的TileSize设为1，然后生成每个Tile的时候修改其材质，成功了，地形也显示出来了，完全正确，但帧率..... 呵呵，debug模式下fps 大于0小于1... 到release也许可以到十几吧，我没试，显然是不能这样搞的...

我最后实现地形贴图用的是texture atlas,手动创建一张纹理，将所有要用到的地形纹理组合成一张大纹理，然后每一个顶点设基于这张大纹理的UV坐标，texture atlas比每个格子设材质更好的原因很显而易见，具体可以参考附件中所带的文章，《“Batch, Batch, Batch:”What Does It Really Mean?》中的第30页:Batch Breaker: Texture Change.

下图就是将wudang.Terrain中

... ...

</textures>

所定义的所有纹理组合成的一张大纹理。

可以发现，天龙八部中的地形贴图大小是不同的，但最大是256x256(就我目前所知)，所以我干脆将每一格划为256x256，共可容纳有ROW_SIZExCOL_SIZE张小贴图，这样大贴图的大小应该是256*COL_SIZE x 256*ROW_SIZE。

我这台机器支持的最大纹理大小似乎为4096x4096，那么理论上因该可以最多容纳16*16张小贴图，绰绰有余了。这样虽然浪费一点空间，但可以很方便地通过ID索引贴图坐标。

比如 <pixmap bottom="0.2480469" left="0.00390625" right="0.4960938" textureId="2" top="0.001953125"/> 通过这样一块pixmap的定义，我们可以根据textureId=2找到它所所在的位置。

其所在行为textureId/COL_SIZE，所在列为textureId%COL_SIZE。如上面那张大纹理的COLE_SIZE = 8（一行有8张小贴图）

所以textureId=2的这张小贴图所在行row=0，坐在列col=2.

我们知道纹理坐标范围为0.0f-1.0f，所以textureId=2的小贴图左上角的UV坐标为U = (float)col/COL_SIZE = 0.25f , V = (float)row/ROW_SIZE = 0.0f.

再根据pixmap中的信息left ,right, top, bottom 可以计算出小贴图四个点的坐标。在创建顶点时将纹理坐标附上即可。

具体的过程应该是

1.手动创建名字为<layer0>的texture

代码如下：

TexturePtr layer0 = TextureManager::getSingletonPtr()->createManual(

"<layer0>", "General",TEX_TYPE_2D,

layerTextureWidth,layerTextureHeight, 1, 3, PF_BYTE_RGBA, TU_WRITE_ONLY );

2. 将材质中的texture_unit <layer1>中的texture_name 由<layer1>改为<layer0>，因为我们两层用的是同一张纹理，没必要复制一遍，直接改名指向同一张纹理就行了。

代码如下：

MaterialPtr material (MaterialManager::getSingleton().getByName("Terrain/TwoLayerLightmap"));

material->getTechnique(0)->getPass(0)->getTextureUnitState( 1 )->setTextureName( "<layer0>");

3.读取.Texture文件，将要用到的纹理拼接为大纹理，如上面那张图。