OpenGL- 简单的2D剪裁/遮挡方法？

Question

我正在制作一个相对较小的2D（俯视）游戏演示，使用OpenGL进行图形处理。它以基本的隐身为基础，因此对于所有敌人，我都会绘制一个视线弧线，以便玩家知道他们在看哪里。

到目前为止，我的一个问题是，当我绘制这个视线弧线（作为填充多边形）时，它自然而然地穿过屏幕上的任何墙壁，因为没有什么能阻止它：

http://tinyurl.com/43y4o5z

我很好奇如何能够最好地防止这种情况发生。我已经编写了代码来检测墙壁等的线段交点（用于敌人视线检测），理论上可以使用这些来检测这种情况并相应地绘制多边形，但这可能会非常琐碎和/或低效，因此如果有任何内置的OpenGL系统可以为我完成这项工作，它可能会做得更好。

我尝试寻找关于剪辑/遮挡等主题的问题，但我甚至不确定这是否正是我应该寻找的内容；我的OpenGL技能有限。似乎使用glClipPlanes或glScissor等任何东西都不适合由于大量单独的墙壁等。

最后，这只是我在业余时间制作的演示，所以图形并不是我主要担心的问题。如果有（合理）无痛的方法可以解决这个问题，我希望有人能指点我正确的方向；如果没有简单的方法，那么我可以暂时放弃这个问题或寻找其他解决办法。

- Linkage

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我实际上正在寻找类似的东西，以处理顶部平铺游戏中的阴影。到目前为止，我的怀疑是沿着射线投射（慢但完美）和从遮挡物创建掩码以及某种类似于阴影映射机制的方向。 - ssube

你有没有考虑使用OpenGL灯光？这可能需要一些工作，但适当位置的灯光可能会产生所需的效果。 - Keith

@Keith：谢谢，这可能是个好主意。我对灯光的经验也有限，可能需要做很多调整才能让它们协同工作。但如果没有更好的方案，我会记住这个建议的。 - Linkage

"OpenGL lighting" 无法处理阴影。因此，它也会穿过墙壁。您需要使用阴影映射或模板阴影等技术。 - Nicol Bolas

据我所知，棘手的部分是将2D级别转换为可用于在地图上投射阴影的内容（好的）。此外，我还没有弄清楚对此的影响。 - ssube

Answer 1

OpenGL内置的遮挡处理是为3D任务设计的，我想不到一个简单的方法来实现你想要的效果。如果是我，我会使用片段着色器程序来解决这个问题，但请注意，这绝对不属于“一个（相对）轻松的方法来做这件事”。简而言之，首先渲染一个二进制的“遮挡地图”，其中墙壁处为黑色，其他地方为白色。然后，您使用一个片段程序来渲染“视角弧线”，该程序被设计为从观察者朝向目标位置搜索遮挡物（黑色像素）。如果它找到了一个遮挡物，则将“视角弧线”的那个像素呈现为100％透明。总的来说，虽然这是一个“正确”的解决方案，但我肯定会说，这是一个复杂的功能，而且您似乎没有实施它也没关系。

- Matt Fisher

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那会很“昂贵”，但可能会起作用。将它们绘制为透明可能比使用内置的discard要慢。 - ssube

这是一个非常棒的想法，可以实现像素级别的功能。虽然GPU会承担相当大的负载，但如果视线弧线只覆盖屏幕的相对较小部分，那么就应该没问题了。 - geofftnz

Answer 2

这实际上是一个阴影问题。这是我的解决方案：

对于弧边缘的每个点，从敌人向该点追踪一条(2D)射线，寻找与绿色方块的交点。如果绿色方块始终是轴对齐的，则数学计算会更容易(查找Ray-AABB交点)。将交点渲染为三角形扇形将给您提供您的弧。

由于您已经编写了线-墙相交代码，只要它能告诉您敌人到墙的距离，就可以用于视线弧。不要自动假设它会太慢——我们不再使用486了。您始终可以减少弧边缘的点数以加快速度。

- geofftnz

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这听起来相当不错，但我仍然有一点担心速度。我的意思是，假设我在一个地图上有多达10个敌人，每个敌人至少有30个弧点，再加上25堵墙...那就是一个帧需要进行10 * 30 * 25次交叉检查，对于一个相对简单的效果来说，这听起来需要很多处理器工作量。 不过，这是一个好答案，我可能会很快尝试一下。 - Linkage

不要忘记空间索引来减少需要检查相交的墙壁数。 - genpfault

Answer 3

我认为如果有任何内置的OpenGL系统可以为我完成这个任务，它可能会做得更好。OpenGL是一个绘图API，而不是几何处理库。实际上，您的交点测试方法是正确的方法。但是，为了加快速度，您应该使用空间子分割结构。在您的情况下，您需要一个“二进制空间分割”树。BSP树具有很好的特性，即寻找线与墙之间的交点的复杂度平均约为O(log n)，最坏情况为O(n log n)，换句话说，BSP树非常高效。有关详细信息，请参见BSP FAQ：http://www.opengl.org//resources/code/samples/bspfaq/index.html。

- datenwolf

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我之前从未研究过BSP树，但现在看起来确实非常有用。如果我最终采用geofftnz早期的建议（或者如果我发现我的碰撞系统不足），我可能会尝试实现它。 - Linkage