塞爾達(dá)草海的模仿
塞爾達(dá)的草海 讓人印象深刻，忍不住又要背誦臺(tái)詞：
我想起那天下午夕陽(yáng)下的奔跑，那是我逝去的青春期奔。
好了侧馅，現(xiàn)在回來(lái)。
如果嘗試用unity內(nèi)置的地形草來(lái)還原上圖效果呐萌，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)有點(diǎn)力不從心：首先馁痴，內(nèi)置草的shader不支持 高光。
下圖是前項(xiàng)目我們用傳統(tǒng)的 Blinn-Phong 光照模型添加的高光：
這里在計(jì)算光照時(shí)讓 草的法線向上搁胆，大致可以模擬出塞爾達(dá)草海的高光形狀弥搞。
不過(guò)，塞爾達(dá)的草可遠(yuǎn)不止于此：隨風(fēng)擺動(dòng)渠旁，碰撞彎曲攀例，可破壞，可點(diǎn)燃......
下面的視頻是我們用unity對(duì)上述效果的高仿：
是不是有點(diǎn)帥顾腊，：）
本文以及后續(xù)的幾篇文章陸續(xù)會(huì)介紹我們的實(shí)現(xiàn)方式粤铭，以及一些改進(jìn)方案。
Unity地形草的局限
我們的目標(biāo)是要能在 中高端移動(dòng)設(shè)備 跑得起 至少60米 視野范圍的草海杂靶。
如果用Unity提供的 Terrain 來(lái)刷草的話梆惯，下面的2個(gè)參數(shù)我們必須非常注意：
為了記錄刷草的信息，Unity會(huì)把我們的 Terrain 柵格化吗垮，Detail Resolution 指定了格子的 劃分粒度：這個(gè)值越大精度越高垛吗，同時(shí)需要的內(nèi)存也越高。
比如我們把 Detail Resolution 設(shè)置成 512烁登，那么地表會(huì)被劃分成 512 x 512 個(gè)格子怯屉，每個(gè)格子是刷草的最基本單位，草的 密度 決定了每個(gè)格子草的數(shù)量饵沧。
Unity的 TerrainData 給我們提供了一個(gè)接口用于獲取刷草信息：
public int[,] GetDetailLayer(int xBase, int yBase, int width, int height, int layer);
這里 GetDetailLayer 返回的是一個(gè)二維數(shù)組锨络，數(shù)組長(zhǎng)寬的最大值和 Detail Resolution 是對(duì)應(yīng)的。
考慮到大面積草的渲染狼牺，如果以每個(gè)格子里的單株草為單位羡儿，那 drawcall 會(huì)非常高。
對(duì)此是钥，Unity做了它的優(yōu)化：把一定數(shù)量的格子合并成一個(gè) Patch掠归，以 Patch 為單位來(lái)渲染，這樣 drawcall 就能大幅度降低悄泥，Detail Resolution Per Patch 決定了每個(gè)Patch包含的格子數(shù)量拂到。
比如我們把 Detail Resolution Per Patch 設(shè)為 16，那么每個(gè) Patch 就包含了 16 * 16 = 256 個(gè)格子码泞，Unity會(huì)把這 256 格里的草合并成一個(gè)大的Mesh，用于最終的渲染狼犯。
這個(gè)時(shí)候余寥，你可能和我有一樣的疑問(wèn)领铐，GPU Instancing 跑哪去了？
按照Unity的實(shí)現(xiàn)方案宋舷，每個(gè) Patch 生成的Mesh是 獨(dú)立且各不相同 的绪撵，GPU Instancing 的條件并不滿足......
沒(méi)有 GPU Instancing 就算了，你很快會(huì)發(fā)現(xiàn)另一個(gè)問(wèn)題祝蝠，新的 Patch 進(jìn)入視野時(shí)音诈，有嚴(yán)重的 CPU性能開銷，看一下下圖的峰值：
Patch 在運(yùn)行時(shí) 合并Mesh 的開銷很大绎狭。
這個(gè)時(shí)候细溅，你可能已經(jīng)心灰意冷，嘗試著尋找 Terrain刷草 的替代方案了儡嘶。
幾個(gè)插件
事實(shí)上喇聊，國(guó)內(nèi)用 Terrain 做地表的手游似乎也不多，更別說(shuō)用 Terrain刷草 了蹦狂。
不過(guò)了解 Terrain 的做法還是必要的誓篱，我們至少知道了Unity內(nèi)置刷草的大致實(shí)現(xiàn)方式和存在的問(wèn)題，以此為基礎(chǔ)凯楔，再去理解一些第三方插件就容易得多了窜骄。
我們剛才的痛點(diǎn)主要有2個(gè)：
不支持 GPU Instancing。
Patch 進(jìn)入視野后合并模型的CPU開銷很大摆屯。
這里介紹3款插件邻遏，都號(hào)稱解決了我們的痛點(diǎn)：
當(dāng)然這幾個(gè)插件也并非十全十美，我們是需要做二次開發(fā)的鸥拧。
下篇文章會(huì)介紹一下這幾個(gè)插件的實(shí)現(xiàn)原理党远，以及我們的選擇。
個(gè)人主頁(yè)
本文的個(gè)人主頁(yè)鏈接：https://baddogzz.github.io/2020/01/14/Unity-Grass-01/富弦。
好了沟娱，拜拜。
