Kasutades marssimiskuubikuid, et genereerida aukude võrk C# ja ühtsuses

Võrgusilma genereerimise valdamine: aukude käitlemine ühtsuses

Kuubikubid on võimas algoritm sujuvate vokselipõhiste maapealsete maapealsete ühtsuses. Kuid võrgusilmades aukude genereerimine võib olla keeruline, eriti modifitseeritud rakendustega töötades. Kui teatud tingimusi ei käsitleta õigesti, võivad ilmneda ootamatute geomeetria artefaktid. 🕳️

Paul Bourke algkoodi põhjal tekkis minu projektis probleem, kus konkreetsed rakud ei suutnud korralikult trianguleerida, jättes võrgud võrgusilma. Algoritmi käitumist analüüsides avastasin, et raku väärtuste vale käitlemine oli vastutav. Selle silumine nõudis sügavat sukeldumist, kuidas väärtused mõjutavad triangulatsiooni.

Selle lahendamiseks rakendasin meetodi, et kontrollida, kas antud positsioonil olev plokk on null, ja rakendasin silumi tekstuuri puuduvate võrgupiirkondade visuaalseks tuvastamiseks. See võimaldas mul mõjutatud piirkondi täpselt kindlaks teha ja triangulatsiooniprotsessi täpsustada, et tagada sujuv maastik. 🔍

See artikkel tutvub rakendamisega, uurides, miks moodustuvad kuubikute marssimise augud ja kuidas neid parandada. Ükskõik, kas arendate vokselimootorit või katsetate lihtsalt protseduurilise maastikuga, on selle tehnika valdamine sujuvate ja kvaliteetsete silmade jaoks ülioluline!

Võrgusilma genereerimise optimeerimine marssimiskuubikutega

Ülaltoodud skriptide eesmärk on tõhusalt genereerida ja siluda vokselipõhist maastikku, kasutades Marssimise kuubikute algoritm Ühtsuses. Esmane skript "MarchingCubesMeshGenerator" töötleb tiheduse väärtuste 3D -ruudustikku, et luua sujuv trianguleeritud pind. See meetod on ülioluline maastiku genereerimisel, näiteks Minecrafti stiilis mängudes või meditsiinilises pildingus. Hinnates iga kuubi ruudustikus, määrab skript, kuidas tippude positsioone tiheduslävedel interpoleerida. See võimaldab luua pigem orgaanilise välimusega pindu kui plokivaid vokseli struktuure. 🏔️

Teine skript "Meshdebugger" keskendub puuduvate kolmnurkade või lünkade tuvastamisele genereeritud võrgusilmas. See teeb seda kattumisega a silumise tekstuur Probleemvaldkondades aidates arendajatel visuaalselt tuvastada vigu triangulatsiooniprotsessis. See on eriti kasulik siis, kui võrku ilmnevad augud ebaõigete tiheduse arvutuste tõttu. Reaalse maailma analoogia oleks saviga töötav skulptor-kui nad leiavad oma skulptuurist soovimatuid lünki, siis nad panevad need üles. Sarnaselt annab see skript võimaluse neid lünki digitaalsel maastikul "näha".

Nende skriptide üks peamisi omadusi on nende modulaarsus. Võrgusilma genereerimise loogika on üles ehitatud viisil, mis võimaldab seda kasutada erinevate projektide jaoks, mis nõuavad 3D -pinna rekonstrueerimist. Rakendamine sisaldab jõudluse optimeerimist, näiteks nimekirjade kasutamist massiivide asemel andmete dünaamiliseks käsitsemiseks ja helistamiseks Võrgus.Recalculatenormads () sujuvate valgustusefektide tagamiseks. Need tavad suurendavad nii visuaalset kvaliteeti kui ka arvutuslikku tõhusust. Ilma nende optimeerimiseta võib maastiku genereerimine olla loid, eriti kui töötate suurte vokselivõredega.

Lõpuks mängib üksuste testimine üliolulist rolli võrgusilma õigesti kinnitamisel. Skript "MarchingCubests" kontrollib, kas genereeritud võrgul on eeldatav tippude ja kolmnurkade arv. See samm sarnaneb tootmisprotsessi kvaliteedikontrolli läbiviimisega - enne kui auto lahkub tehasest, läbib see range testimise, et tagada kõik osad õigesti. Samamoodi aitavad need testid arendajatel vigastada enne, kui need mängu jõudlust mõjutavad. 🛠️ silumis- ja testimisriistade integreerimisega tagab see lähenemisviis, et protseduuriline võrgusilma genereerimine on nii täpne kui ka tõhus.

using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class MarchingCubesMeshGenerator {
    private float isolevel = 1f;
    private List<Vector3> vertices = new List<Vector3>();
    private List<int> triangles = new List<int>();

    public Mesh GenerateMesh(float[,,] densityGrid, int sizeX, int sizeY, int sizeZ) {
        for (int x = 0; x < sizeX - 1; x++) {
            for (int y = 0; y < sizeY - 1; y++) {
                for (int z = 0; z < sizeZ - 1; z++) {
                    ProcessCube(x, y, z, densityGrid);
                }
            }
        }

        Mesh mesh = new Mesh();
        mesh.vertices = vertices.ToArray();
        mesh.triangles = triangles.ToArray();
        mesh.RecalculateNormals();
        return mesh;
    }

    private void ProcessCube(int x, int y, int z, float[,,] densityGrid) {
        // Implementation for processing each cube in the grid
    }
}

using UnityEngine;

public class MeshDebugger : MonoBehaviour {
    public Material debugMaterial;

    void Start() {
        MeshRenderer renderer = gameObject.AddComponent<MeshRenderer>();
        renderer.material = debugMaterial;

        MeshFilter filter = gameObject.AddComponent<MeshFilter>();
        filter.mesh = GenerateDebugMesh();
    }

    Mesh GenerateDebugMesh() {
        // Generates a simple debug mesh to overlay missing triangles
        return new Mesh();
    }
}

using NUnit.Framework;

public class MarchingCubesTests {
    [Test]
    public void TestMeshGeneration() {
        float[,,] testGrid = new float[16, 16, 16];
        MarchingCubesMeshGenerator generator = new MarchingCubesMeshGenerator();
        Mesh mesh = generator.GenerateMesh(testGrid, 16, 16, 16);

        Assert.IsNotNull(mesh, "Mesh should not be null");
        Assert.IsTrue(mesh.vertexCount > 0, "Mesh should have vertices");
    }
}

Protseduurilise maastiku genereerimise täiustamine täiustatud tehnikatega

Samas kui Marssimise kuubikute algoritm sobib suurepäraselt vokselipõhistest andmetest sujuvate 3D-pindade genereerimiseks, on selle reaalajas jõudluse jaoks optimeerimine endiselt väljakutse. Üks peamine täiustamine hõlmab selle kasutamist tükkpõhine töötlemine, kus maastik jaguneb väiksemateks, hallatavateks sektsioonideks. See lähenemisviis tagab, et töödeldakse ainult nähtavaid tükke, parandades märkimisväärselt renderdamise tõhusust. Näiteks avatud maailma mängudes lihtsustatakse kaugemaid maastiku tükke sageli või ei tehta enne vajaduse korral. 🌍

Veel üks oluline aspekt on selle rakendamine adaptiivne eraldusvõime, mis reguleerib dünaamiliselt detailide taset vaataja vahemaa alusel. Lähialad saavad kõrge eraldusvõimega triangulatsiooni, kaugemad piirkonnad aga vähem polügoone. Seda tehnikat kasutatakse laialdaselt lennusimulaatorites, kus maastikud peavad olema lähedalt detailsed, kuid jäävad arvutuslikult hallatavaks eemalt. Ilma adaptiivse eraldusvõimeta töödeldakse tarbetuid tippe, vähendades üldist jõudlust.

Lõpuks võib GPU-põhise arvutuse integreerimine varjutajate või arvutusvardade kaudu võrkude genereerimist märkimisväärselt kiirendada. Selle asemel, et tugineda ainult CPU -le, mis võib saada kitsaskohaks, võimaldavad arvutusvarjud üheaegselt mitme ruudustiku lahtri paralleelset töötlemist. See on eriti kasulik reaalajas deformeeruvate maastiku genereerimiseks, näiteks koopad, mis moodustuvad dünaamiliselt, kui mängijad kaevavad maasse. GPU võimu võimendades loovad sellised mängud nagu No Man’s Sky tohutu, protseduuriliselt genereeritud maailm, mis tunnevad end sujuvalt ja ümbritsevana. 🚀