哪种方法最适合渲染星球？

我目前正在研究论文，它是渲染行星大小地形的引擎。

我仍在完成研究，并且遇到了很多与此主题有关的问题，但问题是我无法确定应该使用哪种详细程度（LOD）方法。

我了解Ulrich的geomipmapping，几何剪贴图（GPU）和分块LOD，它们在较大的地形上都能很好地工作，并且可以用于渲染多维数据集的6个面，然后通过此方法 “球形化”多维数据集，并且我了解如何实现所有这些在GPU上使用C ++ / OpenGL / GLSL的方法（使用ROAM之类的方法或任何其他不使用多维数据集的方法都无法使用，因为纹理化是很麻烦的）。另外我最近也在这里学习了使用镶嵌细分着色器渲染地形的教程。

因此，我没有时间去实现所有方法，而是看看哪种方法最合适，更适合于行星尺度，我在这里询问是否有人进行了这种比较，并帮助我确定了哪种方法我应该实现和使用吗（我的导师有点疯狂，想让我用二十面体做某事，但是除非使用ROAM，否则我无法理解该方法）

无论如何，如果您能帮助我做出决定或有其他建议或方法，我将不胜感激。一个条件是该方法应该能够实现GPU端（至少是其中的大部分），以防止CPU瓶颈。

另一个要求是，当我在地形中获取大量细节时，我知道关于浮子精度的数值问题，我不知道如何解决，我在论坛上阅读了一个解决方案，但无法理解如何解决。实现，我失去了对该线程的跟踪，我想知道如何解决这个精度问题。

我目前正在阅读有关一些矩阵转换的信息，以解决浮点精度，z对抗问题，使用动态z值进行视锥剔除以及大块的数据表示（使用具有浮点的补丁空间及其在世界坐标中的位置为double）我认为我可以轻松解决精度问题。我仍然需要在LOD方法与您的意见和建议之间进行比较，以决定哪种方法更适合该项目。考虑实施难度，视觉质量，性能，我想要最好的。

我忘了提到的是，这一代是混合的，我的意思是，我应该能够完全使用GPU（即时计算的高度）和/或使用基本的高度图图像渲染地球，并使用GPU（顶点）添加细节着色器）。纹理化是我会麻烦的一个侧面部分，现在我很高兴只使用取决于高度的颜色，或者使用片段着色器上生成的某种噪声纹理。

最后，经过大量研究，我可以得出结论，就像以前有人说的那样，没有普遍的“最佳”方法。但是我的研究使我了解了以下方面：

最终取决于网格，您将使用：

• Spherified Cube：任何具有四叉树实现的LOD方法都可以正常工作，您只需要注意一些特殊情况，例如面之间的边界，在这种情况下，您的四叉树必须在每个相邻的面中都有一个指向邻居的指针。
• 其他问题：我认为ROAM（2.0版或BDAM，CABTT或RUSTIC的其他任何扩展）效果很好，但是，这些算法很难使用，需要更多的内存，并且比其他使用多维数据集的方法要慢一些。

有很多适合的LOD方法，但我个人的前5个方法是：

1. 连续距离相关的LOD（CDLOD）
2. 基于GPU的几何裁剪图（GPUGCM）
3. 块状LOD
4. 使用OpenGL GPU细分渲染地形（书籍：OpenGL Insight，第10章）
5. 几何贴图

每一种都提供了一种独特的渲染地形的方法，例如，CDLOD使用着色器（GLSL或HLSL）可以非常轻松地实现，但是也可以在CPU（对于旧硬件）上实现，但是Planet Rendering的目标是将在现代GPU上是最好的，因此当您要挤压GPU时，GPUGCM是最好的。它们都适用于大型地形的基于数据的，过程的或混合的（基于固定数据或高度图的地形以及通过过程工作添加的细节）效果。

还存在对基本几何剪贴图方法的球形扩展，但是存在一些问题，因为必须使用球形坐标对高度图的平面样本进行参数化。

另一方面，块状LOD非常适合旧式硬件，不需要任何GPU端计算即可工作，非常适合大型数据集，但不能实时处理过程数据（可能进行了一些修改，可以）

使用Tessellation着色器是另一种非常新的技术，因为OpenGL 4.x出现了，这在我看来可能是最好的，但是在谈论Planet Rendering时，我们遇到了其他方法可以非常容易处理的问题，关于精度。

除非您只希望顶点之间的精度为1Km，否则请使用Tessellation着色器。这种方法在非常大的地形中存在的问题是，抖动很难解决（或者至少对我而言，因为我是细分曲面着色器的新手）。

Geomipmapping是一种很棒的技术，它利用四叉树的优势并且具有较低的投影像素误差，但是，对于行星渲染，您将需要设置至少16层以上的细节，这意味着（为了缝合目的）您将需要一些额外的补丁连接不同级别并照顾邻居的级别，这可能很麻烦，尤其是使用6个地形面时。

还有另一种方法，它本身非常特殊：“行星地形的投影网格映射”非常适合可视化，但是有其缺点，如果您想了解更多信息，请转到链接。

问题：

• 抖动：当今的大多数GPU仅支持32位浮点值，这不能提供足够的精度来处理星球级地形中的大位置。观看者放大，旋转或移动时会发生抖动，然后多边形开始来回反弹。

  最好的解决方案是使用“使用GPU渲染相对于眼睛的效果”方法。《虚拟地球仪的3D引擎设计》一书（我相信您也可以在Internet上找到）中对此方法进行了说明，在该方法中，基本上必须将CPU的所有位置（修补程序，剪贴图，对象，然后将MV通过将其平移设置为（0，0，0）T来将MV置于查看器的中心，并使用两个浮点的小数（尾数）位将双打编码为定点表示并通过某种方法提高了（阅读有关使用Ohlarik的实现和DSFUN90 Fortran库的信息）。

  尽管顶点着色器仅需要额外的两个减法和一个加法，但是GPU RTE使位置所需的顶点缓冲内存增加了一倍。除非仅存储位置，否则这不一定会使内存需求增加一倍。

• 深度缓冲区精度：Z值战斗。在这种情况下，由于我们要绘制非常大的地形：行星，Z缓冲区必须很大，但是无论您为znear和zfar设置的值有多大，总是存在问题。

  由于Z缓冲区取决于浮点间隔，并且它在眼睛附近是线性的（尽管透视投影是非线性的）值，这是因为缺乏精确的32位浮点而导致的Z争斗。

  解决此问题的最佳方法是使用“对数深度缓冲区” http://outerra.blogspot.com/2012/11/maximizing-depth-buffer-range-and.html

  对数深度缓冲区通过使用zscreen的对数分布来提高远处对象的深度缓冲区精度。它用精度代替较近的对象，而用精度代替较远的对象。由于我们使用LOD方法进行渲染，因此远对象的三角形数较少，因此精度要求较低。

值得一提的是，由于采用四叉树的基础，因此列出的所有方法（射影网格除外）在进行物理操作时（大多是碰撞）都非常好，这是四边形的基础，如果您打算制作游戏，这是必不可少的。

总之，只需检查所有可用选项，然后选择您认为更舒适的选项，我认为CDLOD做得很好。不要忘记解决抖动和Z缓冲区问题，最重要的是：玩得开心！

有关LOD的更多信息，请单击此链接。

有关球形化的完整演示，请检查此链接。

有关解决抖动和Z-Buffer精度的更好说明，请参阅本书。

希望这篇小评论对您有所帮助。