大世界最重要的毫无疑问是地形了，地形也是一项比拟古老，且始终在迭代更新的图形学技术。地形零碎主体技术要点，个别围绕着 LOD 来开展。最近一些年，随着 DrawInstance 和 GPU Pipeline 的风行，地形零碎又在这两个方向做了进一步倒退，这俩技术十分符合地形零碎，几乎就是为地形而生。
Unity 的整套地形零碎（包含植被），在有 DrawInstance 性能前，简直不能在挪动上应用，大家个别采纳转成 Mesh 的形式在游戏中应用。转成 Mesh 始终不是短暂之策，施展不了地形极致 LOD 的劣势。要想做大世界，本人写一套高效的地形零碎是必不可少的。
大略思路仍然是正当的材质和模型 LOD，联合 DrawInstance，在性能和成果之间进行均衡。我这里提供一个在挪动平台验证过的可行解决方案，能够参考，也可齐全依照这个计划来，至多在几万到几十万的量级不会出问题。
通过模型，能够分两局部，GPU 地形和近景四叉树，以下图每个格子是 512 的大地图为例，灰色局部为近景四叉树，蓝色局部为 GPU 地形。
GPU 地形
这里先次要讲一下配置和注意事项。
GPU 地形整体大小是 2048×2048，更新粒度是 512，也能够是 256，但若是 256，资源文件可能就太多，Unity 在资源文件爆炸后，Import 的速度会变得很慢。理论测下来，512 的粒度没有显著问题。LOD 分 5 级就足够了，因为咱们整体大小才 2048，LOD0 的 Mesh 对应密度比例是 1:1，LOD4 曾经是 16×16 了。
跟模型无关的数据倡议用保留成二进制文件，因为如果保留成 Unity 文件，如 Asset 或者贴图，须要把这些资源放到 Asset 目录下，而二进制的数据文件是能够放到目录外的，打包的时候进入 Bundle 就 ok，在 Editor 模式下，能够间接通过文件拜访，所有为了节俭 Import 耗时。二进制还有益处是，能够整合各种数据，如每个块各个 LOD 等级的一些配置信息（坐标，高度差等）、挖洞信息等。一个 2Wx2W 的大世界数据能管制在 500MB 左右。
在理论应用过程中，如果用 Hiz 来剔除会有一帧提早，不太适宜做地形的剔除，所以最好还是采纳 PVS，并且地形的排布比拟参差，比拟好做 PVS，人造省去了 PVS 里字典映射的局部。
这里说一句，DXR 用来烘焙 PVS 是个不错的框架，很适宜做一些离线自动化工具。
接着来着重说一下，PVS 的数据组织和加载应用。
家喻户晓 GPU 地形只显示 2048×2048 的地形，那么全量的 PVS 数据是多少呢？LOD0 是一个 4 ×4 的 Mesh，显示的理论空间是 4 ×4，那么 LOD0 的内存数据就是 (2048/4)x(2048/4)/1024 = 256KB，所有 LOD 加起来不超过 512KB。数据结构能够间接用一维数组来示意，因为是个全量平均排布，那么 Offset = (Pow(4，level) – 1)/3，这里 level= 0 示意最低的即 2048×2048，这里须要有个换算，还有就是可能低等级没有到 0，只有再减去无用 Index 就能够失去正确后果。其实从一个地块的数据量，就能大略推算出整个大世界地形的 PVS 数据有多少，理论还能进行压缩，这些对于包体的大小是齐全能承受的。
为了省去索引懊恼须要将硬盘数据全量寄存，这是一棵残缺的树，然而这里的内存还能压缩，因为 LOD0 是最多的，而离中心点较远的地位其实是不须要的，能够在 LOD0 只加载 64 米以内的数据，LOD1 则是 124 米，以此类推。这样能把数据压缩到十分小。就索引来说，须要做进一步换算，拿个纸笔应该能很快推算出来。
GPU 地形能够再拆分两种材质：
绿色为 RVT 材质，黄色为中景离线烘焙贴图材质
远景 RVT 材质
在这里因为应用 GPU 地形的原由，粒度会降落到 4 ×4，这样咱们能够把尺寸缩到 512，RVT 在把尺寸缩到 512 后，即便 VT 的 size 管制到 2048，也能达到一个比拟清晰的画面，不仅能节约很大的内存，而且地表的精密度也能失去很大的晋升。
中景离线烘焙贴图材质
咱们为每一块 512 地形，生成混合实现的 Albedo 和 Normal，这里有三点须要留神。
1. 烘焙的时候留神把投射 RVT 的模型也渲染到下面，比方路面、贴花这些，间接烘焙到中景贴图上。
2.Normal 间接取地形的顶点法线即可，无需把 Layer 上 Tangent 转到世界空间。相隔太远、太碎的 Normal 反而会造成噪点，起副作用，咱们只保留顶点法线的后果就 ok。
3. 烘焙时，地形的 Layer 能够适当放大，远处的纹理能够通过放大 Tile，让纹理的细节显现出来，具体放多大，取决于 RVT 远处纹理的缩放比。
在材质筹备好后，因为是 512 位单位的，咱们须要显示 2048×2048（两头扣掉一块 512 为 RVT 材质），咱们在运行时，能够采纳 TextureArray 或者动静合并 VT 的形式。以合并 VT 的形式为例，咱们能够疏忽两头 RVT 那个块，间接生成 2048×2048 的残缺贴图，间接平铺下来就 OK，要解决的是，咱们该当尽可能复用之前的数据。如：
咱们只需把右下一圈，填到左上即可。如下图，将蓝色区域填在灰色区域，而后存一个偏移即可。
这种解决办法在整个大世界的资源加载十分常见，肯定要有这个意识。
因为整个 GPU 地形应用两种材质，那么在 GPU 地形生成 Mesh 的 IndirectDraw 就要离开生成，分两个 DrawCall 提交。
近景四叉树模型
2048 以外的中央，其实也能够用 GPU 地形，只是资源的模式要分两级，2048 以外的数据粒度更大一点，保障 IO 敌对，甚至能够做四叉树的 IO，不把各个等级的数据放在一起，从技术上讲是能齐全可行的，关键问题在于，进去的模型品质很差，因为须要把 LOD 等级提到很高，根本至多要 128×128 来示意一个数据，疏密调节的灵便度在这里远远不如模型。
在确定生成近景模型后，最现实的状况是，全地图生成一个动态模型间接渲染，一个 2Wx2W 的大地图，做完极致优化，1~2W 面就能达到预期成果。这里倡议用 Houdini 主动生成，能够把山脊那局部的面加多，海拔低的盆地和平原面数能够砍得狠一点。然而咱们面临了几个问题。第一，咱们要能灵便抠掉两头 2048×2048 的空隙，粒度是 512。第二，近景模型跟 GPU 地形之间存在接缝问题。
第一个问题，难的不是抠出两头局部（VS 输入 SV_Position 为无穷大或者堕落顶点到边上），难的是 2048 的矩形边，要求抠出来是一个四四方方的，那么就须要在每个 512 上都要卡一条直线，卡线会使模型顶点数间接翻倍。
第二个问题，能够把模型往降落降，依据视角个性，能解决大部分问题，然而恰好地形接缝问题太过突兀（漏出天空盒，有人思考把天空盒的底面用地形色彩图，仍然没法解决所有问题），必须得保障 100% 没问题。那么经典的解决接缝问题就是堕落边和加裙子，因为 GPU 地形和近景地形不在一个零碎，不好堕落边，只剩加裙子了，加裙子又须要很多顶点。
为了解决这两个问题，最简略的一个方法是，切成每个 512×512 的地块，且生成裙边，而后管制地块的显隐，再通过 Static Batch 渲染。这里引申出了两个新问题，一个是面数过多，切块加裙边，面数根本翻 3 倍以上，另一个是尽管是 Static Batch，然而理论 DrawCall 数偏高。理论裙边仅仅在 2048 的那个矩形须要，其余中央造成很大的节约，能缓解第一个问题，然而还是因为切边导致面数翻番。
咱们引出一种新的解决办法，四叉树生成各个等级 LOD 的模型，而后显示矩形，如图所示：
这样的益处在于：极大缩小了因为切割增加的面，DrawCall 相比全量 LOD0 少得多。
一些想法
还是想通过堕落横跨两头矩形三角形，把矩形内的点推到矩形上，而后对于矩形内剩下的三角形，在 VS 的输入，设置 SV_Position 的 xy 为无穷大来挖空两头的局部，仿佛是一种比拟完满的解决方案。因为四叉树的近景显示，性能没太大问题，临时没尝试这种方法，前面如果有机会，能够试试这种方法。
近景的材质，间接应用一张 Diffuse 贴图就能够，然而这张贴图，不要应用工具主动生成，因为就这一张贴图，值得花一些工夫在 PS 里精雕，特地是能够在游戏场景中对着来画，一边画，一边对照游戏中的成果，在山脊的中央，勾画出山体的线条，把法线、AO 这些都间接画到 Diffuse 上，会起到意想不到的成果。
封面图来源于网络
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