在U3D中实现战争迷雾

一、简介
RTS类型的游戏经常用到战争迷雾。一开始整个地形被迷雾遮蔽,只有Viewer的周围一定范围可见,随着Viewer的移动,未探索的区域变成了可见。
二、实现方法
本人之前也没有实现过战争迷雾,但是一提到战争迷雾,我的第一反应是用RenderTexture来实现,几乎所有运算都是在屏幕空间中进行,绘制出迷雾Texture后,再用Projecter将迷雾Texture投射到整个场景,有点类似GPGPU的思想。方法的主要步骤如下:
1、创建一个RenderTexture(称为FogOfWarRTT)用于绘制(刷出)迷雾。
2、设置当前RenderBufferFogOfWarRTT,并且不清除该RenderBuffer,这就使得刷上去的迷雾不会被清除掉。
3、创建一个Projecter,用于将FogOfWarRTT投射到场景。
三、实现细节
  知道大致过程后,还有一些细节问题需要讨论,如下:
1、  创建好FogOfWarRTT后,应该怎么刷上迷雾呢?换句话说,当Viewer在场景中移动时,怎么样才能擦除FogOfWarRTT上黑色的迷雾?我们只是知道Viewer的世界坐标ViewerCenter,而在FogOfWarRTT上刷迷雾时,用的是屏幕空间的UV坐标,也就是说,怎么将ViewerCenter转化为屏幕空间的UV坐标?如下:
在U3D中实现战争迷雾
在U3D中实现战争迷雾
其中m_projMatrix是投影矩阵,m_viewMatrix是视图矩阵。这两个矩阵是怎么来的,下面再讨论。
2、  创建Projecter的视图矩阵ViewMatrix

创建视图矩阵的代码如下:
在U3D中实现战争迷雾
在U3D中实现战争迷雾

其中 lookuprightpos都是世界坐标系下的。 
3、  创建正交投影矩阵ProjMatrix


Projecter投射FogOfWarRTT用的是正交投影矩阵。看到这里读者可能会有疑问,Projecter不是已经有投影矩阵了吗,直接用它的就好了呀,干嘛还这么费劲再自己编写呢? Projecter的正交投影空间是方形的,对于一些在XZ平面是比较狭长的场景,Projecter的正交投影空间包裹得就不是很严密,这就会造成FogOfWarRTT大量的像素浪费,也就是说FogOfWarRTT有相当大的一部分像素是没有用的,下面这图描述了用Projecter的投影矩阵在FogOfWarRTT上刷迷雾的缺陷。 
在U3D中实现战争迷雾
创建正交投影矩阵的代码如下:
在U3D中实现战争迷雾
其中v3MaxInViewSpacev3MinInViewSpace分别是场景区域在Projecter的视图空间中的最大坐标点和最小坐标点。
四、绘制迷雾。

有了ProjecterViewMatrixProjMatrix后,最后一步就是绘制迷雾,下面是绘制迷雾的PixelShader的代码:
在U3D中实现战争迷雾
 half4 _ViewCenter; //x,yViewer的世界坐标转换成的屏幕空间UV坐标,z刷子的半径,w刷子边缘柔和程度
  
half  _BufferAspect; //场景矩形区域的横纵比
  
half  _FogDensity;  //迷雾浓度
sampler2D _NoiseTex; //Perlin噪音,对圆形的刷子进行抖动,使之变得不太规则。

图片:例子.jpg

在U3D中实现战争迷雾