图形引擎实战：Unity大世界地形制作流程分享

山川地貌，平原海洋，都是游戏场景中非常常见的，几乎每个游戏制作过程中，都会涉及到相关的部分。其中城市区域，由于表现需求比较规则规律，泾渭分明，所以直接按照普通建筑模型的制作方式来制作就可以满足要求，但野外的地表制作，就会涉及多层地表混合需求。

当遇到这种需求时，一些小型场景的制作方式，大多是前期使用Terrain制作，后期转成模型加自定义shader的方式来制作。

我们在大世界的地形制作中，也尝试了多种方式，最后决定采用Terrain+模型LOD的方式来制作大世界的地形地貌。

首先，在地形的制作初期，只需要正常的使用地形制作即可，我们是使用1000X1000一块的尺寸来制作的，如果美术同学需要地形上的格子大小，每一块是1X1，或者2X2时，就需要Terrain的尺寸和高度图分辨率对应上才可以了。如下图

Terrain的宽度和长度，决定了每一块地形的实际尺寸，而Heightmap Resolution的数值，是每一块地形的长宽边上，顶点的数量，1024段1米长的线段，有1025个顶点。

因为Heightmap Resulution的数值，是unity提供好的几个参数选择，所以，如果想要每个格子的大小是1米，就需要设置Terrain的长宽来适配它了。

有一点需要注意，HeightmapResulution设置的数值变高，每一块地形的面数就会大量增加，如果对terrain本身精度要求不那么高的情况下，可以适当的调低这个数值。但这个数值在从高向低调时，一般不会有什么问题，unity会自动做好差值，但如果调到低后，再想调回高的数值，就会丢失很多细节，有时还会出现一些锯齿状的错误。因为地形的细节是保存在TerrainData里的，一旦修改保存，并且关闭场景后，就很难再恢复回来，请大家在使用时一定要留意。

下面三张图，分别是Heightmap Resolution 1025x1025，从1025降到513x513，从513又升回1025的三张截图，可以看到虽然第三章的网格密度又恢复到1025了，但是地形细节还是和513时一致。

大世界中，整个世界的地形是比较大的，由多个地形块组成，建议在创建时，使用unity地形的Neighbor Terrain来创建，通过Neighbor Terrain创建的地形，可以无接缝的方式修改，就算多位地编同学分开修改后，整合在一个场景后，接缝的修复也更容易。

大世界的地形地貌制作，随着移动端渲染能力的逐渐增强，也已经越来越细致，地形其实也主要是表现比较平缓的地面，野外道路，水下河床等方面。山体和变化较大较复杂的位置，其实地形也只是作为基础，上面还是要使用更精细的山石和其他模型来遮挡覆盖的。

我们每一块的地形，使用了7-8套地形贴图，使用了两张Splatmap来控制混合这些地形贴图，我们还制作了TerrainData的写入工具，方便美术同学在PS中修改Splatmap后，再写入到TerrainData中替换原本的。

前面说了，我们初始地形每一块的大小是1000X1000，这样的大小，是为了在分块编辑时，大小适中，比较适合分配给多个地编同学单独编辑，不会太碎，也不会每块太大。但我们给地形做了LOD，如果地形块太大，LOD的作用就被降低了。

之后，我们又做了地形的切分工具，在地编同学编辑基本完成后，会使用工具对地形进行切分，可以根据项目需求切分大小，我们目前切分的大小是500x500每块。

这样同屏中大多数时间下，LOD切换距离不是很大的情况下，只有玩家所在脚下是地形，其他就都是模型的LOD了，除非是刚好站到两块地形或者四块地形的边界处，才会加载比较多的地形。

下面说说地形的LOD，为什么非要做地形的LOD呢？地形的消耗，主要在哪里呢，地形的消耗，主要应该分为3个部分，贴图，面数，批次。

地形表现时，为了地表的多样化，又同时要保持贴图的细节精度，所以基本都会使用多套贴图来混合表现，如果场景比较小，能控制在4套以内，可能还好，但是随着现在大场景和高质量的需求，一块地形七八套贴图的，已经很常见了，每套贴图中，如果把粗糙度图合并到albedo或者法线中，则也需要两张，八套就需要16张了，如果每块地形地表差异较大，那么多块地形的贴图数量就比较高了。

地形的面数前面也提到过，在高度图分辨率设置较高的情况下，面数也是很可观的。批次在不开启Draw Instanced的情况下，一块比较复杂的1000x1000地图，就可以产生十几个或者更多批次。开启了Draw Instanced的情况下会减少很多，但也依然还是有3-5个批次不等。

而如果用模型LOD来替代远处的地形，每一块地形的批次只需要一个，而贴图只需要把地形混合后的贴图，烘焙成一套的，甚至只需要一张Albedo，因为距离远，法线图有没有的区别也不是太大，面数更是可以比较自由的控制。

地形的LOD制作也比较简单，可以使用Terrain To Mesh之类的第三方插件，直接把地形转换成Mesh，还可以直接生成多层贴图混合后的单张BaseMap。

但有一点需要注意，就是如果想要直接生成减面后的模型，就需要留意，减面时地形最外圈的边缘点，不能减少，否则和Terrain衔接处，会出现接缝。

Terran To Mesh也有减面的功能，但只能均匀减少，不能根据曲率来优先减比较平缓的区域，也不能锁定边缘顶点。所以减面就还再需要一个工具，例如第三方的Polygon Cruncher，可以比较方便的，批量的进行减面，如果需要非常精细的减面，可能还是要美术同学的帮助了。

至于LOD的精度，和LOD Group类似，也支持多层，每层可以根据需要加载精度由高到低的LOD模型。

提个算是额外的话题，为了解决岩石和地表的衔接生硬问题，我们做了地表融合，需要在渲染管线的开始阶段，预渲染一遍地形，所以地形的优化，效果还是比较大的。

接着说地形的LOD，还有进一步的优化方式，就是把一些不止是地形的东西，也做进来，例如，一些比较大的山体模型，比较明显的建筑，在足够远时，可以直接和地形合并在一起，当做低阶的LOD，因为足够远，山体和建筑的贴图可以用顶点色，或者UV缩到足够小，合并到地形LOD的那张图里，可以节省很多的远景批次，因为足够远，质量也不会收到太大影响，缺点就是需要一定的美术工作量。

优化方面做的东西，差不多就这么多了，其实做的不多，也还有些问题没有解决，后续还会持续的迭代修改。

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