Qt Quick 3D 细节层次

细节层次（LoD）

细节层次（LoD）是指在与摄像机的不同距离上使用三维模型替代版本的技术。这样做的目的是优化资源使用，当模型距离较远或只占屏幕一小部分时，就使用较简单的版本，而当模型距离较近或占屏幕空间较大时，就使用更详细的版本。这种方法既能有效利用 GPU 资源，又能保持视觉保真度。

Qt Quick 3D 在《Desktop.com》中，既提供了自动系统，也提供了明确的细节级别系统。自动系统的基础是使用单一网格，并在网格文件中存储多级细节。显式系统则使用 组件，将不同的细节级别指定为子模型。LodManager

自动详细程度

使用自动细节级别支持的主要方法是使用Balsam Asset Import Tool（资产导入工具）导入内容。通过在导入资产时使用标志--generateMeshLevelsOfDetail ，该工具将在可能的情况下为每个网格生成细节级别。这样做的目的是在保持整体特征的同时，尽量简化原始网格的几何形状。这样就会产生额外的几何图形，并为每个额外的细节级别生成新的索引值，以及一个距离系数，用于确定在给定的渲染尺寸下使用哪个网格。这个距离系数与渲染对象到摄像机的距离有关，但最重要的是每个像素的几何图形比例要好。这些数据会写入 .mesh 文件，并在模型使用时自动使用。

自动系统的一个折衷方案，也是默认情况下不启用该功能的原因是，当几何体缩小时，有可能会引入视觉假象。所使用的几何简化算法试图保留模型的特征，但在某些情况下，可能需要重新计算网格的法线，以保持预期的视觉外观。这可以在导入资产时使用--recalculateLodNormals 标志来完成。可以通过向参数--recalculateLodNormalsMergeAngle 和--recalculateLodNormalsSplitAngle 传递欧拉角值来控制法线合并或分割的角度，从而进一步调整法线重新计算过程。

自动系统的主要优点是，在导入资产并进行适当设置后即可轻松使用。使用自动系统不需要额外的代码，任何模型在引用生成的包含细节几何图形的网格文件时，都会根据模型在屏幕上所占的像素自动选择合适的几何图形。

您可以在global level 或per-model level 上调整自动选择细节层次的行为，方法是使用Camera 或Model 的levelOfDetailBias 属性。这些偏置属性的默认值均为 1.0，表示信任自动系统计算的值。该值是对理想值的偏置，如果值小于 1.0，则需要更小的渲染尺寸才能切换到较低的细节级别。高于 1.0 的值将导致更快地使用较低级别的细节。如果数值为 0.0，则会完全禁止使用细节级别，并始终使用原始网格几何体。

自动系统不如显式系统灵活。例如，自动系统总是对所有细节层次使用相同的材质，这可能并不总是理想的。另一个潜在的缺点是不同细节级别之间没有过渡，而自动细节级别在理想情况下不需要过渡，但在某些使用情况下可能需要过渡。

显式详细程度

显式详细程度系统比自动系统更灵活，但使用时需要做更多的工作。显式系统的基础是使用LodManager 组件，将不同的详细程度指定为子Model 组件。LodManager 的任何子组件，只要是 Model 的实例，都将被视为一个细节层次。这一点非常强大，因为每个细节级别都可以是一个完全自定义的模型，拥有自己的几何形状和材料。

LodManager 组件还有一个distances 属性，用于决定使用哪个子Model 。当摄像机距离接近每个距离边界时，LodManager 节点将过渡到下一个子Model 。fadeDistance 属性可用于设置交叉淡入淡出过渡开始和结束的距离。

这是一个如何使用显式细节级别系统的示例：

在参考示例中，LodManager 用于为大理石半身像的每个细节级别明确指定不同的网格文件。

LodManager {
    camera: camera
    distances: [100, 140, 180]
    fadeDistance: 10

    Model {
        scale: Qt.vector3d(100, 100, 100);
        source: "meshes/marble_bust_01_LOD_0.mesh"
        materials: [ marbleMaterial ]
    }

    Model {
        scale: Qt.vector3d(100, 100, 100);
        source: "meshes/marble_bust_01_LOD_1.mesh"
        materials: [ marbleMaterial ]
    }

    Model {
        scale: Qt.vector3d(100, 100, 100);
        source: "meshes/marble_bust_01_LOD_2.mesh"
        materials: [ marbleMaterial ]
    }

    Model {
        scale: Qt.vector3d(100, 100, 100);
        source: "meshes/marble_bust_01_LOD_3.mesh"
        materials: [ marbleMaterial ]
    }
}

对于此代码，这是一个定义示意图，其中指出了如何使用距离列表来定义不同细节级别之间的边界，以及如何使用 fadeDistance 属性来定义交叉渐变过渡。