Pv3D9排序.docx
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Pv3D9排序
第九章：
Z-sorting（深度排列）
简介：
本章主要介绍下面三个方面：
a:
什么是Z-sorting（深度排序）
b:
layeringscenerenders（分层渲染场景）
c:
用四叉树进行复杂的渲染的渲染
注：
viewport层就是ViewportLayer类的实例.它包含在viewport内
Z-sorting的解释:
在前面的章节中你一定碰到过Z-sorting（深度排序）的问题，你用的3D模型（model）越复杂，如果Z-sorting控制不准确，导致的问题也将会越来越明显。
下面两幅图显示了两个茶壶，它清楚的显示了什么是Z-sorting（深度排序）.
上面的图显示有一部分平面不可见，喷口后面的平面由于排在茶壶身体所在面的后面（即就是排在后面，我们不可见的一面），因而不可见，这就是利用了Z-sorting。
Thepainter'salgorithm（排序算法）
Z-sorting（深度排序）方法将决定每个平面在scene里的显示深度，其深度位置是按照scene里的平面（即3D对象的某一面）距camera的距离来决定的。
在排序时判断哪个平面应该在前面是非常耗cpu的（TheprocessofdeterminingwhichtriangleshouldbeinfrontisCPUintensive.）。
默认的，papervision3d用一种非常快速但不是很精确的算法来为scene里的每个平面排序。
该算法就是Thepainter'salgorithm,它的主旨是：
远处的物体应在近处的物体之前被显示出来（即先显示远处的物体，再显示近处的物体）
该算法的流程如下：
第一：
所有在camera视图里的平面（3D对象的某一面）是按照距camera的距离，由远到近进行排序的。
第二：
所有的平面（3D对象的某一面）是按照已排好的顺序依次显示在scene上
即：
最先开始显示最远处的的对象然后由远及近依次显示各个对象。
最近的对象最后显示。
上面最左边的图里的山是离camera最远的，所以它最先显示出来，然后显示中间那张图里的草型区域，最后显示右图里的树林。
Sortingtriangles——对平面进行排序
为了更好的理解和深度排序有关的问题，我们需要更好的理解深度排序，下面是一幅标有注解的图。
注:
triangle:
平面。
按照Thepainter'salgorithm排序算法，则最先显示的是最远处的平面对象。
所以先显示平面B，然后显示平面A。
下面的两幅图，左边是按由近及远顺序显示的图（图Expected），右边是按照深度排序的方法显示的图（图painter'salgorithm）
有一个很有效的方法去解决上面显示不明了的问题，即对B平面进行再分。
下图是对平面细分的指导：
上面的平面B被再细分成平面B和平面C。
渲染scene时，将会首先显示平面C然后是平面A，最后是平面B。
下图是再分后的结果：
如果换一个视角,将会导致重新排序，平面显示的顺序依旧是由远到近，只是此时各个平面距camera的距离发生了改变。
如下图：
这时，平面A将会最先显示，然后是B最后是C。
但是这里将会导致一个Z-sorting问题：
即平面A将会和B重叠。
Layeringyourrenders：
为了增加3D对象的显示效果，可以增加多个三角形平面（即创建更多的segment），但它不是最好的解决方案。
因为当多个三角形平面的顶点（vertex）投影到scene上时，三角形平面越多，投影到scene上的点也越多，因而消耗的cpu也越多.更好的解决办法是用viewport（视口）层，这些viewport（视口）层被嵌套在viewport里（因为viewport可以多方位旋转，因而有多个viewport层）。
这些viewport（视口）层的概念与photoshop和flash里层的概念一样，他们的工作原理一样，最上层的总是显示在最前面。
在photoshop里，每层只是放一种元素或者一种混合元素。
在Pv3d里也是一样，每层只放一种元素。
例如：
我们可以将椅子放在某一层，然后将桌子放在另一层。
每层的排列顺序可以通过pv3d
里算法实现。
<该段主要是讲pv3d层的概念：
每个层只能放一种元素,该元素既可以是单一的，也可以是混合的>
为了演示上述方法，我们将重用在第八章介绍过了的animatedMill模型。
下面将展示一些Z-sorting（深度排序）的问题。
下面的代码将作为本章的模板。
package{
importflash.events.Event;
importorg.papervision3d.core.animation.clip.AnimationClip3D;
importorg.papervision3d.events.FileLoadEvent;
importorg.papervision3d.materials.ColorMaterial;
importorg.papervision3d.materials.WireframeMaterial;
importorg.papervision3d.materials.special.CompositeMaterial;
importorg.papervision3d.objects.parsers.DAE;
importorg.papervision3d.objects.primitives.Plane;
importorg.papervision3d.view.BasicView;
privateclassViewportLayersExampleextendsBasicView
{
privatevarmill:
DAE;
privatevarfloor:
Plane;
privatevarrotX:
Number=0.1;
privatevarrotY:
Number=0.1;
privatevarcamPitch:
Number=90;
privatevarcamYaw:
Number=270;
privatevareaseOut:
Number=0.1;
publicfunctionViewportLayersExample（）
{
stage.frameRate=40;
init（）;
}
privatefunctioninit（）:
void
{
mill=newDAE（true,null,true）;
mill.addEventListener（FileLoadEvent.LOAD_COMPLETE,modelLoaded）;
mill.load（"assets/animatedMill.dae"）;
varcolorMat:
ColorMaterial=newColorMaterial（0x006600）;
varwireMat:
WireframeMaterial=newWireframeMaterial（）;
varfloorMat:
CompositeMaterial=newCompositeMaterial（）;
floorMat.addMaterial（colorMat）;
floorMat.addMaterial（wireMat）;
floorMat.doubleSided=true;
floor=newPlane（floorMat,1000,1000,1,1）;
floor.y=-410;
scene.addChild（floor）;
floor.rotationX=90;
}
privatefunctionmodelLoaded（e:
FileLoadEvent）:
void
{
scene.addChild（mill）;
varanimationLeft:
AnimationClip3D=newAnimationClip3D（"right",0,6）;
varanimationRight:
AnimationClip3D=newAnimationClip3D（"left",6,12）;
mill.animation.addClip（animationRight）;
mill.animation.addClip（animationLeft）;
mill.play（"right"）;
startRendering（）;
}
overrideprotectedfunctiononRenderTick（e:
Event=null）:
void
{
varxDist:
Number=mouseX-stage.stageWidth*0.5;
varyDist:
Number=mouseY-stage.stageHeight*0.5;
camPitch+=（（yDist*rotX）-camPitch+90）*easeOut;
camYaw+=（（xDist*rotY）-camYaw+270）*easeOut;
camera.orbit（camPitch,camYaw）;
super.onRenderTick（）;
}
}
}
在init（）方法里，我们加载了外部模型，并把它添加到了scene里。
为地板floor对象添加了由WireframeMaterial和ColorMaterial组成的混合材质（floorMat）。
最后onRenderTick（e:
Event=null）方法里的几段代码是创建鼠标的交互性。
移动鼠标，Camera将会绕scene原点进行旋转，因而我们就能看到多个方位。
测试代码，将会是下面这样的画面，下面的地板floor有一些Z-sorting（深度排序）问题。
因为从底部看，模型mill在floor的后面，我们看不到mill模型。
为了能让我们在floor后面看到mill模型，下面我们用层的概念分析一下该问题：
为了解决该问题，我们在此提出上面讲述了很多的层问题。
用层的方法可以解决mill模型不可见的问题。
因为从底部看，模型mill在floor的后面，即floor在最上层，而mill模型在floor的下一层，因而我们看不到mill模型。
为了使mill模型在从底部看可见，我们只需改变floor和mill模型层的顺序的即可。
下面有一些改变层顺序的方法：
用useOwnContainer属性创建一个viewport层
设置3D对象的useOwnContainer为true（3dDisplayObject.useOwnContainer=true；），将会创建一个新的层，该层在所有层的上面（即该层在最上面）。
并且该3d对象被画在了该层上。
因而该3d对象将不会被遮住。
在上面的代码中为了使我们从底部看mill模型可见，只需在modelLoaded（）方法里加上下面一句代码：
mill.useOwnContainer=true;
加上上句代码后再次测试，发现现在的效果更好，图片如下：
换多个方位看，我们会发现不存在Z-sorting问题了。
其图片显示如下：
右图是从较低的点的视口看的（即看它的底部）。
把useOwnContainer设为true后，mill模型始终在最上层，因而我们始终能看到mill模型。
但这是不符合真实的，
并且该属性很耗cpu。
下面我们将介绍另外两种方法来代替useOwnContainer方法。
下面的两种方法更符合现实。
用getChildLayer方法创建viewport层并给viewport层排序
通过viewport3D类的getChildLayer方法得到ViewportLayer的实例。
varmillLayer:
ViewportLayer=viewport.getChildLayer（mill）;
为了使它运行，我们还需要导入ViewportLayer类：
importorg.papervision3d.view.layer.ViewportLayer;
getChildLayer（）的三个参数：
参数数据类型默认值用法描述
do3dDisplayObject3D————获得的do3d的所在层
或者为do3d创建一个新的
层（创建新的层需要第二个参数）
createNewBooleantrue是否为do3d创建一个新的
viewport层（该值一般设
为true,这样才能创建
一个新的层，因为新层
在所有层的最上面）
RecurseBooleantrue是否将do3d里的子对象也
添加到该层
当你得到新的viewport层的实例，你也可以将其他的3D对象添加到同一个层中。
例如我们可以将大量mill模型添加到同一层.作为用法演示：
我们在先前的代码的基础上，将floor添加到millLayer层里。
当然这是没有意义的，这和不用层得到的效果是一样的。
因为添加floor以后，floor就又在最上面了。
我们在这里只是介绍用法：
millLayer.addDisplayObject3D（floor）;
实例化ViewportLayer来创建viewport层
下面是用法：
varmillLayer:
ViewportLayer=newViewportLayer（viewport,null）;
viewport.containerSprite.addLayer（millLayer）;
millLayer.addDisplayObject3D（mill,true）;
ViewportLayer类的构造函数的三个参数：
参数数据类型默认值用法描述
ViewportViewport3D————Viewport3D实例对象
do3dDisplayObject3D————被添加进层的3d对象
在getChildLayer（）
方法里可以设置Recurse为
true，将3d对象的子对象全部添加到层中。
但是在
ViewportLayer构造函数中并没有Recurse这个参数，因此
在上面的代码中将do3d属性设为null,然后用addDisplayObject3D（）方法将do3d对象添加到层，
addDisplayObject3D（）方法的第二参数为Recurse，故可以在这里进行设置
isDynamicBooleanfalse是否要去除层在接
下来的渲染。
这个参数时pv3d内部决定的，不能在外部修改，只能在源码处进行修改
addDisplayObject3D（）的一个参数为do3d第二个为Recurse。
Sortinglayers
前面的例子展示了使用viewport层来解决Z-sorting（深度排序）问题，但是增加多个层也会带来处理层的问题。
Papervision3D有三个内置的模式（mode）去处理这个问题。
用到的是
sortMode属性。
用法如下：
viewport.containerSprite.sortMode=ViewportLayerSortMode.Z_SORT;
Papervision3D支持viewport层的3种排序算法是ViewportLayerSortMode类三个静态常量属性
ViewportLayerSortMode.Z_SORT
ViewportLayerSortMode.ORIGIN_SORT
ViewportLayerSortMode.INDEX_SORT
在使用上面的3个mode时，必须导入类：
importorg.papervision3d.view.layer.util.ViewportLayerSortMode;
用ViewportLayerSortMode.Z_SORT给viewport层排序：
默认的，这些viewport层是按照Z-sorting深度排序的算法进行排序的.他们排序的方式是基于层上的每个点（vertices）的Z坐标距camera的平均值来决定（即层内所有的点在Z轴上距camera的距离/点的总数）。
因而距camera最远的层将会最先显示在scene在舞台上，然后是较远的显示。
目前，我们只为mill模型创建了一个层，但我们要用层给mill模型和floor进行排序时。
我们需要将floor也添加到viewport层中（一个新的viewport层）
varmillLayer:
ViewportLayer=viewport.getChildLayer（mill）;
varfloorLayer:
ViewportLayer=viewport.getChildLayer（floor）;
上面的代码创建了两个新层。
当你测试，从顶部和从底部看你的3D模型和floor会发现不存在Z-sorting（深度排序）问题。
但是，把camera放在floor的上面一点点，会发现又出现了Z-sorting（深度排序问题），这时会发现整个floor对象显示在mill模型前面而不是单一的一个平面。
为此，我们可以强制为某个viewport层设置深度（即距camera的距离）,如果设置floor距camera的距离为2000,因而达到为floor排序的目的。
下面是用法：
floorLayer.forceDepth=true;
floorLayer.screenDepth=2000;
用上述方法可以达到为viewport重新排序的目的（即强制设置他们的深度）。
用ViewportLayerSortMode.ORIGIN_SORT给层排序
第二种算法是基于每个三D对象的原点进行的：
当用默认的z-sorting（即：
ViewportLayerSortMode.Z_SORT）排序无法满足精确的要求时。
例如有一个模型，在某一面上有多个点（vertices）,而在其他面上的点却很少。
当按上述方法对它的深度（即距camera的距离）取平均值显然是不精确的，这将会导致失去平衡。
为了解决这种情况，我们使用
ViewportLayerSortMode.ORIGIN_SORT排序，它是按照3D对象的原点进行排序的。
当一个层中包含很多3D对象时，他们的原点将会取平均值。
用ViewportLayerSortMode.INDEX_SORT给viewport层（ViewportLayer）排序
这种算法是基于层的layerIndex属性来实现的。
我们可以控制设定它：
varmillLayer:
ViewportLayer=viewport.getChildLayer（mill）;
varfloorLayer:
ViewportLayer=viewport.getChildLayer（floor）;
millLayer.layerIndex=1;
floorLayer.layerIndex=2;
viewport.containerSprite.sortMode=ViewportLayerSortMode.INDEX_SORT;
我们这样设置millLayer.layerIndex=1;floorLayer.layerIndex=2;，将会导致scene里先创建millLayer（即离camera较远）然后再创建floorLayer层（即离camera较近），由于floorLayer层较后创建，因而floorLayer层在的最上面。
尽管这样做对floorLayer层意义不大，但是我们是借此来介绍怎样使用
layerIndex属性。
目前我们已经有了几种可供选择的方法来给viewport层（ViewportLayer）进行排序。
但是这些方法在我们的demo（即演示例子）里的使用都不能达到正确的效果。
一个可供选择的方法是将它设为只有一面可见即：
matrial.oneSide=true;但是对于这个demo,这并不是我们想要的。
当cameral在floor的上表面和下表面时，我们需要正确（即符合实际）的观察floor和mill模型
如果我们用ViewportLayerSortMode.INDEX_SORT给层排序，当cameral在floor的上表面和者下表面之间进行变动时，使用layerIndex属性来交换viewport层（ViewportLayer）的深度
将会产生怎么的结果呢？
在onRenderTick（）方法里来设定这些属性
//注意：
下面的代码是demo的代码的基础上进行的
//下面的代码是放在onRenderTick（）里面的
if（camera.y<-410）
{
viewport.getChildLayer（mill）.layerIndex=1;
viewport.getChildLayer（floor）.layerIndex=2;
}
else
{
viewport.getChildLayer（mill）.layerIndex=2;
viewport.getChildLayer（floor）.layerIndex=1;
}
为了使layerIndex属性正常运行
我们还需要这样设置：
viewport.containerSprite.sortMode=ViewportLayerSortMode.INDEX_SORT;
这行代码放在modelLoaded（）方法里
上述方法成功解决了demo里存在的问题但这个方法并不是在每个工程中都适用。
Creatingandsortingsublayers
不仅viewport支持viewport层（ViewportLayer），viewport层他们自己也可以嵌套层（即层中再包含层），因而我们可以在同一个scene里使用多种排序方法。
下面我们按照图示写出相关代码:
//Createviewportlayer1structure
varviewportLayer1:
ViewportLayer=newViewportLayer（viewport,null）;
varviewportLayer1_1:
ViewportLayer=newViewportLayer（viewport,chair）;
varviewportLayer1_2:
ViewportLayer=newViewportLayer（viewport,table）;
viewportLayer1.addLayer（viewportLayer1_1）;
viewportLayer1.addLayer（viewportLayer1_2）;
viewport
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