[unity]通过高度图制作一个真实世界的地形
目前在网上能找到的关于利用高度图生成地形的文章很多，使用的高度图有的是通过各大地图服务获取，有的是使用各种图形软体自行绘制，也有些使用noise纹理来制作随机地形。
今天这一章来讲一点不一样的，使用mapbox提供的terrain-rgb图像来生成真实地形。
与我们平时所熟悉的黑白高度图相比，mapbox提供的rgb图像通常看起来是蓝绿色，在一些临近像素的颜色可能会出现极大的差别。这是由于terrain-rgb使用了RGB三个通道来共同表示某个区域的海拔高度，比起只使用了一个有效通道的灰度图包含了更多信息，但可读性也变差了。
关于terrain-rgb的编码方式，阅读 ： https://blog.mapbox.com/global-elevation-data-6689f1d0ba65
在获取了高度图后，我们首先要做的是将它转换为高度数据。
首先准备好生成地形的各种参数：
[SerializeField]
Texture2D tex2d;//高度图
[SerializeField]
int sx=20;//mesh在x和y方向的分段数量
[SerializeField]
int sy=20;
[SerializeField]
float width=100;//生成的mesh的尺寸，这里表示的是正方向的边长
[SerializeField]
float heightscale=1; //添加一个系数来调整生成的地形y方向的缩放，如果要制作真实比例的地形，这个系数需要根据实际的距离和mesh的尺寸来计算。
以及生成一个mesh所需的一些数据：
Mesh mesh;
Vector3[] _vertices;
Vector2[] _uvs;
int[] _triangles;
把一张高度图案中sx*sy的块数切割，获得的顶点数量是(sx+1)*(sy+1)。要确保采样的点在一定在高度图的边缘像素上，每个顶点之间相差的距离(tex2d.width-1) / sx和(tex2d.height -1)/sy，之后按照顺序依次采样，并将获取的颜色换算成高度。
由于mesh的顶点数据保存在vertices中，所以在从高度图中取样的同时，顺便把vertices也准备好。地形的整体尺寸是width时，每个顶点在x和z方向的跨度就是width/sx和width/sy，而y值就是刚刚通过颜色换算出的高度。与heightscale相乘是为了让结果比较直观，与事后调整scale达到的是同样的效果，实际使用的时候可以酌情添加。
public void generateTerrain(){
float stepx = (tex2d.width-1) /(float) sx;
float stepy = (tex2d.height -1)/ (float)sy;
_vertices=new Vector3[(sx+1)*(sy+1)] ;
for (int yy = 0; yy <= sy; yy++) {
for (int xx = 0; xx <=sx; xx++) {
int self = xx + yy *(sx+1);
_vertices [self].x = xx * width/sx;
_vertices [self].z = yy * width /sy;
Color cc = tex2d.GetPixel (Mathf.FloorToInt( xx*stepx),Mathf.FloorToInt( yy*stepy));
float height = -10000 + (Mathf.Round (cc.r * 256) * 256 * 256 + Mathf.Round (cc.g * 256) * 256 + Mathf.Round (cc.b * 256)) / 10;
//https://blog.mapbox.com/global-elevation-data-6689f1d0ba65
height *= heightscale/width;
_vertices [self].y = height;
}
}
}
现在，每个顶点的信息按照从左下到右上的顺序存在了_vertices中。
接下来准备Triangles数组。根据官方文档中解释，Mesh.triangles储存的是vertices中顶点的排列顺序（The array is a list of triangles that contains indices into the vertex array. ）
将顶点用横线和竖线连接起来后，整个地形就被划分成了sx*sy个小方块，接下来将每个小方块拆分为两个三角面，每个三角面对应三个顶点。
void setMeshTriangles()
{
int sum = Mathf.FloorToInt(sx * sy * 6);////每格两个三角形，6个顶点
_triangles = new int[sum];
int index = 0;
for (int yy = 0; yy < sy; yy++)
{
for (int xx = 0; xx < sx; xx++)
{
int self = xx + (yy * (sx + 1));
int next = xx + (yy + 1) * (sx + 1);
_triangles [index] = self;
_triangles [index + 1] = next + 1;
_triangles [index + 2] = self + 1;
_triangles [index + 3] = self;
_triangles [index + 4] = next;
_triangles [index + 5] = next + 1;
index += 6;
}
}
}
这里使用了0～7～1和0～6～7的方式来定义这两个三角面，顶点的排列顺序决定了三角面法线的方向。确定三角面的方式不唯一，只要三个顶点按照顺时针的顺序排列，用0～6～1，1～6～7的方式也是没有问题的。如果使用了逆时针的方法，比如0～7～6这样，法线就会变成向下的，在使用普通单面材质的情况下只能从下往上看才能看见正常的面。
接下来，如果需要给地形贴图的话，就需要设定一下每个顶点的uv，如果什么也不做的话，每个点都是默认值（0，0）。设定uv很简单，只要将0～1的值平均分配给每个顶点即可。
void setUV()
{
_uvs = new Vector2[(sx+1)*(sy+1)];
float u = 1.0F / sx;
float v = 1.0F / sy;
for (int yy = 0; yy <= sy; yy++)
{
for (int xx = 0; xx <= sx; xx++)
{
int self = xx + yy *(sx+1);
_uvs[self] = new Vector2(xx * u, yy * v);
}
}
}
最后，生成mesh，并用已经准备好的几个数组为其赋值。
void DrawMesh()
{
mesh = new Mesh ();
gameObject.AddComponent<MeshFilter> ().sharedMesh=mesh ;
////给mesh 赋值
mesh.Clear();
mesh.vertices = _vertices ;
mesh.uv = _uvs;
mesh.triangles = _triangles;
mesh.RecalculateNormals();////重置法线
mesh.RecalculateBounds();////重置范围
}
再添加meshrender，让生成的地形显示出来。
gameObject.AddComponent<MeshRenderer> ();
这样，一个根据真实地理数据制作的地形就生成出来了，将这块地形所对应的卫星图作为材质贴在上面，一块真实世界的地形就完成了。
这一章的内容出自另一个地形生成插件：
Real Terrain Maker - Asset Store
这一篇可能没有之前的文章那样有趣，这主要是由于被人打了两星之后，本月销量创了历史新低，作者产生了深深的焦虑，觉得有必要推广一下。
如果有兴趣可以买一份回去玩玩，提供了比较便宜的lite版本供大家试用，先买lite版本再升级可以享有一点微小的折扣。
建议在阅读使用说明或者看过demo之后理性购买，真的不要买后随便给差评啊，作者哭超凶的
这章所用到的资源在这里获取：
sakuraplus/make-terrain-with-google-elevation脚本挂在任意物体上即可使用。
如果出现Texture Trr00downloadHeightmap_143 is not readable这样的提示，将图片的import setting设为Read/Write Enabled即可。
这一章并没有讲将mesh转换为unity terrain的内容，但相关的文章很多，如有兴趣可以很容易的找到。
ps：
根据google给出的数据，在马里亚纳海沟的挑战者深渊处，海拔为-10166m，而terrain-rgb所能给出的最小值是-10000，这可能是在数据精度、计算难度和实际使用之间折中考虑所得出的结果。
另外，由于terrain-rgb所给出的是png格式的文件，所以理论上来说如果把alpha通道也一起利用上的话，就能让数据的精度更高。然而mapbox并没有这么做，而是使用a通道来表示数据缺失（通常发生在海里或较高纬度地区），果然人类对地球还需要更多的探索呢。（当然由于看图的时候a通道会对其他通道都造成影响，如果把a通道也拿来存高度数据的话，图的可读性就完全没有了：）
建了个客服群，方便一下有问题咨询的用户。店主会耐心解答大家的疑问，有需求可以加_(┐「ε:)_
关于Real Terrain Maker 的使用交流与答疑。关于Dynamic Flat Icon和Slideshow Effects 2D这两个没人买的插件的问题也可以聊。
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