[unity]通過高度圖製作一個真實世界的地形
目前在網上能找到的關於利用高度圖生成地形的文章很多，使用的高度圖有的是通過各大地圖服務獲取，有的是使用各種圖形軟體自行繪製，也有些使用noise紋理來製作隨機地形。
今天這一章來講一點不一樣的，使用mapbox提供的terrain-rgb圖像來生成真實地形。
與我們平時所熟悉的黑白高度圖相比，mapbox提供的rgb圖像通常看起來是藍綠色，在一些臨近像素的顏色可能會出現極大的差別。這是由於terrain-rgb使用了RGB三個通道來共同表示某個區域的海拔高度，比起只使用了一個有效通道的灰度圖包含了更多信息，但可讀性也變差了。
關於terrain-rgb的編碼方式，閱讀 ： https://blog.mapbox.com/global-elevation-data-6689f1d0ba65
在獲取了高度圖後，我們首先要做的是將它轉換為高度數據。
首先準備好生成地形的各種參數：
[SerializeField]
Texture2D tex2d;//高度圖
[SerializeField]
int sx=20;//mesh在x和y方向的分段數量
[SerializeField]
int sy=20;
[SerializeField]
float width=100;//生成的mesh的尺寸，這裡表示的是正方向的邊長
[SerializeField]
float heightscale=1; //添加一個係數來調整生成的地形y方向的縮放，如果要製作真實比例的地形，這個係數需要根據實際的距離和mesh的尺寸來計算。
以及生成一個mesh所需的一些數據：
Mesh mesh;
Vector3[] _vertices;
Vector2[] _uvs;
int[] _triangles;
把一張高度圖案中sx*sy的塊數切割，獲得的頂點數量是(sx+1)*(sy+1)。要確保採樣的點在一定在高度圖的邊緣像素上，每個頂點之間相差的距離(tex2d.width-1) / sx和(tex2d.height -1)/sy，之後按照順序依次採樣，並將獲取的顏色換算成高度。
由於mesh的頂點數據保存在vertices中，所以在從高度圖中取樣的同時，順便把vertices也準備好。地形的整體尺寸是width時，每個頂點在x和z方向的跨度就是width/sx和width/sy，而y值就是剛剛通過顏色換算出的高度。與heightscale相乘是為了讓結果比較直觀，與事後調整scale達到的是同樣的效果，實際使用的時候可以酌情添加。
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;
}
}
}
現在，每個頂點的信息按照從左下到右上的順序存在了_vertices中。
接下來準備Triangles數組。根據官方文檔中解釋，Mesh.triangles儲存的是vertices中頂點的排列順序（The array is a list of triangles that contains indices into the vertex array. ）
將頂點用橫線和豎線連接起來後，整個地形就被劃分成了sx*sy個小方塊，接下來將每個小方塊拆分為兩個三角面，每個三角面對應三個頂點。
void setMeshTriangles()
{
int sum = Mathf.FloorToInt(sx * sy * 6);////每格兩個三角形，6個頂點
_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;
}
}
}
這裡使用了0～7～1和0～6～7的方式來定義這兩個三角面，頂點的排列順序決定了三角面法線的方向。確定三角面的方式不唯一，只要三個頂點按照順時針的順序排列，用0～6～1，1～6～7的方式也是沒有問題的。如果使用了逆時針的方法，比如0～7～6這樣，法線就會變成向下的，在使用普通單面材質的情況下只能從下往上看才能看見正常的面。
接下來，如果需要給地形貼圖的話，就需要設定一下每個頂點的uv，如果什麼也不做的話，每個點都是默認值（0，0）。設定uv很簡單，只要將0～1的值平均分配給每個頂點即可。
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);
}
}
}
最後，生成mesh，並用已經準備好的幾個數組為其賦值。
void DrawMesh()
{
mesh = new Mesh ();
gameObject.AddComponent<MeshFilter> ().sharedMesh=mesh ;
////給mesh 賦值
mesh.Clear();
mesh.vertices = _vertices ;
mesh.uv = _uvs;
mesh.triangles = _triangles;
mesh.RecalculateNormals();////重置法線
mesh.RecalculateBounds();////重置範圍
}
再添加meshrender，讓生成的地形顯示出來。
gameObject.AddComponent<MeshRenderer> ();
這樣，一個根據真實地理數據製作的地形就生成出來了，將這塊地形所對應的衛星圖作為材質貼在上面，一塊真實世界的地形就完成了。
這一章的內容出自另一個地形生成插件：
Real Terrain Maker - Asset Store
這一篇可能沒有之前的文章那樣有趣，這主要是由於被人打了兩星之後，本月銷量創了歷史新低，作者產生了深深的焦慮，覺得有必要推廣一下。
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建議在閱讀使用說明或者看過demo之後理性購買，真的不要買後隨便給差評啊，作者哭超兇的
這章所用到的資源在這裡獲取：
sakuraplus/make-terrain-with-google-elevation腳本掛在任意物體上即可使用。
如果出現Texture Trr00downloadHeightmap_143 is not readable這樣的提示，將圖片的import setting設為Read/Write Enabled即可。
這一章並沒有講將mesh轉換為unity terrain的內容，但相關的文章很多，如有興趣可以很容易的找到。
ps：
根據google給出的數據，在馬裏亞納海溝的挑戰者深淵處，海拔為-10166m，而terrain-rgb所能給出的最小值是-10000，這可能是在數據精度、計算難度和實際使用之間折中考慮所得出的結果。
另外，由於terrain-rgb所給出的是png格式的文件，所以理論上來說如果把alpha通道也一起利用上的話，就能讓數據的精度更高。然而mapbox並沒有這麼做，而是使用a通道來表示數據缺失（通常發生在海里或較高緯度地區），果然人類對地球還需要更多的探索呢。（當然由於看圖的時候a通道會對其他通道都造成影響，如果把a通道也拿來存高度數據的話，圖的可讀性就完全沒有了：）
建了個客服羣，方便一下有問題諮詢的用戶。店主會耐心解答大家的疑問，有需求可以加_(┐「ε:)_
關於Real Terrain Maker 的使用交流與答疑。關於Dynamic Flat Icon和Slideshow Effects 2D這兩個沒人買的插件的問題也可以聊。
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