directx - DX11 テッセレーション LOD の直径が正しくないテッセレーション値

Question

私は、次の withpaper NVidia TerrainTessellation WhitePaperから直径で LoD を実装しました。章「ハルシェーダー: テッセレーション LOD」7 ページには、直径を使用した LoD の非常に優れた説明があります。ここに良い引用があります：

パッチエッジごとに、シェーダーはエッジの長さを計算し、その周囲に概念的に球体を当てはめます。球はスクリーンスペースに投影され、そのスクリーンスペースの直径を使用して、エッジのテッセレーションファクターが計算されます。

ここで私の HullShader:

// Globals
cbuffer TessellationBuffer // buffer need to be aligned to 16!!
{
    float4 cameraPosition;
    float tessellatedTriSize;
    float3 padding;
    matrix worldMatrix;
    matrix projectionMatrix;
};

// Typedefs
struct HullInputType
{
    float4 position : SV_POSITION;
    float2 tex : TEXCOORD0;
    float3 normal : NORMAL;
};

struct ConstantOutputType
{
    float edges[3] : SV_TessFactor;
    float inside : SV_InsideTessFactor;
};

struct HullOutputType
{
    float4 position : SV_POSITION;
    float2 tex : TEXCOORD0;
    float3 normal : NORMAL;
};

// Rounding function
float roundTo2Decimals(float value)
{
    value *= 100;
    value = round(value); 
    value *= 0.01;

    return value;
}

float calculateLOD(float4 patch_zero_pos, float4 patch_one_pos)//1,3,1,1; 3,3,0,1
{
    float diameter = 0.0f;
    float4 radiusPos;
    float4 patchDirection;

    // Calculates the distance between the patches and fits a sphere around.
    diameter = distance(patch_zero_pos, patch_one_pos); // 2.23607
    float radius = diameter/2; // 1.118035
    patchDirection = normalize(patch_one_pos - patch_zero_pos); // 0.894,0,-0.447,0 direction from base edge_zero

    // Calculate the position of the radiusPos (center of sphere) in the world.
    radiusPos = patch_zero_pos + (patchDirection * radius);//2,3,0.5,1
    radiusPos = mul(radiusPos, worldMatrix); 


    // Get the rectangular points of the sphere to the camera.
    float4 camDirection;
    // Direction from camera to the sphere center.
    camDirection = normalize(radiusPos - cameraPosition); // 0.128,0,0.99,0


    // Calculates the orthonormal basis (sUp,sDown) of a vector camDirection.
    // Find the smallest component of camDirection and set it to 0. swap the two remaining
    // components and negate one of them to find sUp_ which can be used to find sDown.
    float4 sUp_;
    float4 sUp;
    float4 sDown;
    float4 sDownAbs;
    sDownAbs = abs(camDirection);//0.128, 0 ,0.99, 0

    if(sDownAbs.y < sDownAbs.x && sDownAbs.y < sDownAbs.z) { //0.99, 0, 0.128
        sUp_.x = -camDirection.z;
        sUp_.y = 0.0f;
        sUp_.z = camDirection.x;
        sUp_.w = camDirection.w;
    } else if(sDownAbs.z < sDownAbs.x && sDownAbs.z < sDownAbs.y){
        sUp_.x = -camDirection.y;
        sUp_.y = camDirection.x;
        sUp_.z = 0.0f;
        sUp_.w = camDirection.w;
    }else{
        sUp_.x = 0.0f;
        sUp_.y = -camDirection.z;
        sUp_.z = camDirection.y;
        sUp_.w = camDirection.w;
    }

    // simple version
//  sUp_.x = -camDirection.y;
//  sUp_.y = camDirection.x;
//  sUp_.z = camDirection.z;
//  sUp_.w = camDirection.w;

    sUp = sUp_ / length(sUp_); // =(0.99, 0, 0.128,0)/0.99824 = 0.991748,0,0.128226,0
    sDown = radiusPos - (sUp * radius); // 0.891191,3,0.356639,1 = (2,3,0.5,1) - (0.991748,0,0.128226,0)*1.118035
    sUp = radiusPos + (sUp * radius); // = (3.10881,3,0.643361,1)

    // Projects sphere in projection space (2d).
    float4 projectionUp = mul(sUp, projectionMatrix);
    float4 projectionDown = mul(sDown, projectionMatrix);

    // Calculate tessellation factor for this edge according to the diameter on the screen.
    float2 sUp_2;
    sUp_2.x = projectionUp.x;
    sUp_2.y = projectionUp.y;
    float2 sDown_2;
    sDown_2.x = projectionDown.x;
    sDown_2.y = projectionDown.y;

    // Distance between the 2 points in 2D
    float projSphereDiam = distance(sUp_2, sDown_2);

    //Debug
    //return tessellatedTriSize;
    //if(projSphereDiam < 2.0f)
    //  return 1.0f;
    //else if(projSphereDiam < 10.0f)
    //  return 2.0f;
    //else
    //  return 10.0f;

    return projSphereDiam*tessellatedTriSize;
}

// Patch Constant Function
// set/calculate any data constant to entire patch.
// is invoked once per patch
// direction vector w = 0 ; position vector w = 1
// receives as input a patch with 3 control points and each control point is represented by the structure of HullInputType
// patch control point should be displaced vertically, this can significantly affect the distance of the camera
// patchId is an identifier number of the patch generated by the  Input Assembler
ConstantOutputType ColorPatchConstantFunction(InputPatch<HullInputType, 3> inputPatch, uint patchId : SV_PrimitiveID)
{    
    ConstantOutputType output;

    ////ret distance(x, y) Returns a distance scalar between two vectors.
    float ret, retinside;
    retinside = 0.0f;

    float4 patch_zero_pos;//1,3,1,1
    patch_zero_pos = float4(inputPatch[0].position.xyz, 1.0f);

    float4 patch_one_pos;//3,3,0,1
    patch_one_pos = float4(inputPatch[1].position.xyz, 1.0f);

    float4 patch_two_pos;
    patch_two_pos = float4(inputPatch[2].position.xyz, 1.0f);

    // calculate LOD by diametersize of the edges
    ret = calculateLOD(patch_zero_pos, patch_one_pos);
    ret = roundTo2Decimals(ret);// rounding
    output.edges[0] = ret;
    retinside += ret;

    ret = calculateLOD(patch_one_pos, patch_two_pos);
    ret = roundTo2Decimals(ret);// rounding
    output.edges[1] = ret;
    retinside += ret;

    ret = calculateLOD(patch_two_pos, patch_zero_pos);
    ret = roundTo2Decimals(ret);// rounding
    output.edges[2] = ret;
    retinside += ret;

    // Set the tessellation factor for tessallating inside the triangle.
    // see image tessellationOuterInner
    retinside *= 0.333;
    // rounding
    retinside = roundTo2Decimals(retinside);

    output.inside = retinside;


    return output;
}

// Hull Shader
// The hull shader is called for each output control point.
// Trivial pass through
[domain("tri")]
[partitioning("fractional_odd")] //fractional_odd
[outputtopology("triangle_cw")]
[outputcontrolpoints(3)]
[patchconstantfunc("ColorPatchConstantFunction")]

HullOutputType ColorHullShader(InputPatch<HullInputType, 3> patch, uint pointId : SV_OutputControlPointID, uint patchId : SV_PrimitiveID)
{
    HullOutputType output;


    // Set the position for this control point as the output position.
    output.position = patch[pointId].position;

    // Set the input color as the output color.
    output.tex = patch[pointId].tex;
    output.normal = patch[pointId].normal;

    return output;
}

コードのグラフィカルな説明: まず、2 つの頂点間の中心を見つけます。長さを計算してテッセレーションファクターを計算するために、投影空間でここに画像の説明を入力「円」プロジェクト sUp と sDown のカメラから直交基底 (カメラ方向に対して直角) を見つけます。

問題

テッセレーションはうまくいきました。しかし、いくつかのテスト上の理由から、オブジェクトを回転させたので、テッセレーションが回転に合わせて進行しているかどうかを確認できます。100%正しくないと思う部分もあります。平面を見てください。この平面は (1.0f, 2.0f, 0.0f) だけ回転しており、明るい赤は、暗い赤に比べてテッセレーションファクターが高いことを示しています。緑色は係数 1.0 です。平面の下部よりも上部の方が詳細である必要があります。回転を伴う TessellationFactor

私は何が欠けていますか？

いくつかのテストケース

ローテーションのものを削除すると、次のようになります。ここに画像の説明を入力

回転を削除し、直交基底計算のこの単純なバージョンを含めると、次のようになります。

// simple version
sUp_.x = -camDirection.y;
sUp_.y = camDirection.x;
sUp_.z = camDirection.z;
sUp_.w = camDirection.w;

次のようになります。ここに画像の説明を入力

ルックアップベクターを使用していない場合、問題になる可能性はありますか? LoDの調子はどうですか？私は何か他のことをしようとしています...

score 1 · Accepted Answer

ビューマトリックスの代わりにワールドマトリックスを使用しました。カメラが回転やその他の変換に使用している行列を常に使用します。

directx - DX11 テッセレーション LOD の直径が正しくないテッセレーション値

問題

いくつかのテストケース

2 に答える 2

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