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前言
基于 UE4/Unity 绘制地图根底元素 - 线（上篇）
基于 UE4/Unity 绘制地图根底元素 - 线（下篇）
搞定地图画线之后，接下来就是绘制面和体了：
面作为地图渲染的根本元素之一，在地图中能够代表各种模式的区域，例如海面、绿地等。面数据通常以离散点串模式存储，因而渲染时最关注的是如何将其展示为闭合的图形。
体能够了解为带有高度的面，在地图中代表各种修建，通常是由其顶部面数据和高度数据处理失去。
本文记录了绘制面和体的流程以及解决闪动问题的计划。
绘制多边形区域面
面数据通常以离散点串模式存储，面的绘制与线的绘制原理相似。渲染的根本单位是三角形，线是通过扩大线宽结构三角形后渲染，而面是通过将多边形拆分为多个三角形后渲染。
拆分为三角形的过程被称为三角剖分，罕用的三角剖分算法是耳切法（Ear Clipping），比拟成熟的计划是 Mapbox 的 earcut，对于有 [公式] 个顶点的多边形，其工夫复杂度为 [公式]，值得注意的是，三角剖分的解可能是不惟一的，任何一种剖分形式都可能渲染失去面，但细小的三角形更容易使面中的同一像素绘制屡次，造成适度绘制(Overdraw)，因而依据多边形特色做一些剖分秩序的调整能够作为一个优化点。
剖分实现的多边形区域，在指定了每一个顶点的色彩之后，就能绘制失去纯色的面。和道路线的 Z -fighting 问题相似，区域面也须要解决同一高度叠加显示的问题。同时，二维的道路线和区域面整体也处于同一个高度上，因而也须要对立思考层级关系，将所有的道路线置于区域面之上。对立解决实现就能够失去二维的地图底板了。
绘制多边形修建体
二维地图底板实现后，就轮到地图上的楼块修建了。为了缩小数据量，通常的存储形式是顶面点串和其对应的拔起高度，在渲染时减少顶点形成闭合体。
顶面渲染流程和闭合区域面统一，侧面则是依据楼高进行绘制，在每两个相邻顶点间渲染一个矩形从而形成闭合体的侧面，为了缩小绘制次数通常只绘制朝向外侧的侧面，底面在失常视角下看不到，也能够酌情抉择是否绘制。
修建体的渲染只比区域面多了拔高产生的侧面，逻辑比较简单，解决失去所有三角形数据后，配置好顶点色彩即可实现渲染。
奇怪的修建体 Z -fighting 问题
实践上来说，修建体数据的顶面通常不会重合，因而在拔起渲染后不会呈现 Z -Fighting 问题，但奇怪的是，渲染后依然发现一些体存在侧面闪动问题。通过全链路的排查，才查出是多边形数据的问题。
三角剖分在应用时有一个前置条件：应用对象必须为简略多边形，即多边形中的任何两条边仅能够在顶点处相交。下图 (a) 多边形为满足定义的简略多边形，图 (b) 多边形边 01 和 23 在非顶点处相交，因而是非简略多边形。
对于非简略多边形，应用三角剖分只能得出较为称心的后果，但不能保障其正确性。从下图四个顶点形成的非简略多边形的三角剖分后果能够看到，多边形渲染时会失落顶点并且产生谬误的三角形，无奈还原数据真实情况。
依照这种想法对现有数据进行了边的相交检测，的确存在一小部分的多边形不是简略多边形。而体元素的立面拔起是依照原始数据在每一组相邻顶点间绘制矩形，因而会产生问题。以上述的非简略多边形（b）为例，边 12 拔起生成矩形 1245，边 23 拔起生成矩形 2364，两个侧面矩形在面 1245 上齐全重合，当外立面贴上不同的纹理后就会产生 Z -Fighting 景象。同时，因为外立面仅仅绘制朝向外侧一面，面 1245 在对侧查看时会隐没，产生十分诡异的成果。
针对这个问题，比拟容易想到的解决办法次要是以下三个：
1、间接过滤，简略粗犷。
2、依据多边形计算外接矩形，缩小细节
3、依据三角剖分后果剔除多余顶点，从新生成简略多边形
以上三个计划对于多边形的细节保留由少到多，但并不是齐全还原实在数据。尤其对于一些简单修建，某一个面的谬误会导致最终拼装失去的渲染后果谬误。因而比拟现实的形式是修复非简略多边形，将其合成为多个简略多边形，别离渲染还原细节。
简略多边形的断定与修复
依据简略多边形的定义，很容易想到采纳暴力解法进行断定：一个 边形有 条边，每条边只须要和其余的 条不相邻边判断是否相交即可达到目标，其工夫复杂度为 ，对于仅须要进行一遍数据荡涤的静态数据来说曾经足够。但对于须要实时处理的动态数据来说，其须要遍历所有组合，尤其对于可能仅存在大量相交点的状况，冗余计算太多，因而能够引入工夫复杂度更低的相交断定算法进行解决。
对于一个非简略多边形，在合成为多个简略多边形后，绘制所有面积不为 0 的图形就能够了。这种计划能够最大限度还原原始数据，并且躲避闪动问题。
小结
解决了数据造成的闪动问题后，就能够在修建的侧面和顶面应用纯色或者纹理贴图进行装璜，搭配天空盒和一些纯色元素去装璜，曾经能够简略模拟出城市的成果。但在以后的修建拔起渲染形式下，只能通过贴图的模式去表白修建细节，如果须要更精密的表白成果，例如玻璃窗体构造、楼顶设施等，须要减少额定的三角形去进行出现。
作者：程序员阿 Tu
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起源：知乎
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