Izmantojot soļojošos kubiņus, lai izveidotu caurumus acī C# un vienotībā

Apgūstot acu paaudzi: caurumu apstrāde vienotībā

Gājiena kubi ir spēcīgs algoritms, lai izveidotu gludu, uz vokselu balstītu reljefu vienotībā. Tomēr caurumu ģenerēšana acī var būt sarežģīta, it īpaši, strādājot ar modificētu ieviešanu. Ja daži apstākļi netiek apstrādāti pareizi, var parādīties negaidīti ģeometrijas artefakti. 🕳️

Savā projektā, kura pamatā ir Pola Bourke sākotnējais kods, es saskāros ar problēmu, kurā īpašām šūnām neizdevās pareizi trīsstūrēt, atstājot spraugas acīs. Analizējot algoritma uzvedību, es atklāju, ka nepareiza šūnu vērtību apstrāde ir atbildīga. Atkļūdot to prasīja dziļu ienirt, kā vērtības ietekmē trīsstūrēšanu.

Lai to atrisinātu, es ieviesu metodi, lai pārbaudītu, vai bloks noteiktā pozīcijā nav nulle, un izmantoju atkļūdošanas tekstūru, lai vizuāli identificētu trūkstošos acu reģionus. Tas ļāva man precīzi noteikt skartās teritorijas un uzlabot trīsstūrveida procesu, lai nodrošinātu nemanāmu reljefu. 🔍

Šajā rakstā tiek apskatīta ieviešana, izpētot, kāpēc caurumi veidojas gājienu kubiņos, un kā tos salabot. Neatkarīgi no tā, vai jūs izstrādājat vokseļa motoru vai vienkārši eksperimentējat ar procesuālo reljefu, šīs tehnikas apgūšana ir būtiska gludām, augstas kvalitātes acīm!

Optimizējot acu ģenerēšanu ar soļojošajiem kubiņiem

Iepriekš minēto skriptu mērķis Soļošanas kubu algoritms vienotībā. Primārais skripts “MarchingcubesMeshGenerator” apstrādā 3D blīvuma vērtību režģi, lai izveidotu gludu trīsstūrveida virsmu. Šī metode ir būtiska procesuālajā reljefa veidošanā, piemēram, Minecraft stila spēlēs vai medicīniskajā attēlveidošanā. Novērtējot katru kubu tīklā, skripts nosaka, kā interpolēt virsotnes pozīcijas, pamatojoties uz blīvuma sliekšņiem. Tas ļauj izveidot organiska izskata virsmas, nevis bloķētas vokseļa struktūras. 🏔️

Otrais skripts “Meshdebugger” koncentrējas uz trūkstošo trīsstūru vai spraugu identificēšanu ģenerētajā acī. Tas to dara, pārklājot a atkļūdošanas tekstūra Problēmu jomās, palīdzot izstrādātājiem vizuāli atklāt kļūdas trīsstūrveida procesā. Tas ir īpaši noderīgi, ja caurumi parādās nepareizu blīvuma aprēķinu dēļ. Reālās pasaules analoģija būtu tēlnieks, kas strādā ar mālu-ja viņi savā skulptūrā atrod nevēlamas spraugas, viņi tos ielej. Līdzīgi šis skripts nodrošina veidu, kā "redzēt" šīs nepilnības digitālajā reljefā.

Viena no šo skriptu galvenajām iezīmēm ir to modularitāte. Mesh ģenerēšanas loģika ir strukturēta tādā veidā, kas ļauj to atkārtoti izmantot dažādiem projektiem, kuriem nepieciešama 3D virsmas rekonstrukcija. Īstenošana ietver veiktspējas optimizāciju, piemēram, sarakstu izmantošanu, nevis masīvu dinamiskai datu apstrādei un izsaukšanai Acs.recalculatenormals () Lai nodrošinātu vienmērīgu apgaismojuma efektu. Šī prakse uzlabo gan vizuālo kvalitāti, gan skaitļošanas efektivitāti. Bez šīm optimizācijām reljefa ģenerēšana varētu būt lēna, it īpaši, strādājot ar lieliem vokseļa režģiem.

Visbeidzot, vienības pārbaudei ir izšķiroša loma, apstiprinot, ka acs tiek ģenerēta pareizi. Skripts "MarchingCubestests" pārbauda, ​​vai ģenerētajam acim ir paredzamais virsotņu un trīsstūru skaits. Šis solis ir līdzīgs kvalitātes pārbaudes veikšanai ražošanas procesā - pirms automašīnas atstāj rūpnīcu, tā tiek veikta stingra pārbaude, lai visas detaļas darbotos pareizi. Tādā pašā veidā šie testi palīdz izstrādātājiem noķert kļūdas, pirms tie ietekmē spēles sniegumu. 🛠️ Integrējot atkļūdošanas un testēšanas rīkus, šī pieeja nodrošina, ka procesuālā acu ģenerēšana paliek gan precīza, gan efektīva.

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
    }
}

Viens

Rādītājs

Procesualas ģenerēšanas uzlabošana ar progresīvām metodēm

Kamēr Soļošanas kubu algoritms ir lielisks, lai ģenerētu gludas 3D virsmas no vokseļiem balstītiem datiem, to optimizēšana reāllaika veiktspējai joprojām ir izaicinājums. Viens no galvenajiem uzlabojumiem ir saistīts ar Apstrāde ar riecieniem, kur reljefs ir sadalīts mazākās, pārvaldāmās sekcijās. Šī pieeja nodrošina, ka tiek apstrādāti tikai redzami gabali, kas ievērojami uzlabo renderēšanas efektivitāti. Piemēram, atvērtās pasaules spēlēs tālu reljefa gabali bieži tiek vienkāršoti vai nav izgatavoti, kamēr tas nav nepieciešams. 🌍

Vēl viens būtisks aspekts ir piemērošana adaptīva izšķirtspēja, kas dinamiski pielāgo detalizācijas līmeni, pamatojoties uz skatītāja attālumu. Tuvuma apgabali saņem augstas izšķirtspējas triangulāciju, savukārt attālie reģioni izmanto mazāk daudzstūru. Šis paņēmiens tiek plaši izmantots lidojumu simulatoros, kur ainavām ir jābūt detalizētām tuvu, bet tās jānostiprina no attāluma. Bez adaptīvas izšķirtspējas tiks apstrādāti nevajadzīgas virsotnes, samazinot kopējo sniegumu.

Visbeidzot, uz GPU balstītu aprēķinu integrēšana, izmantojot ēnotājus vai aprēķināt ēnotājus, var ievērojami paātrināt acu ģenerēšanu. Tā vietā, lai paļautos tikai uz CPU, kas var kļūt par sašaurinājumu, aprēķina ēnotāji, kas vienlaikus ļauj paralēli apstrādāt vairākas režģa šūnas. Tas ir īpaši noderīgi, lai radītu reāllaika deformējamus reljefus, piemēram, alas, kas dinamiski veidojas, kad spēlētāji rakt zemē. Piesaistot GPU jaudu, tādas spēles kā neviena cilvēka debesis rada plašas, procesuāli ģenerētas pasaules, kas jūtas nemanāmas un ieskaujošas. 🚀