小型三维引擎设计实现-高程影像渲染总结
1：思路
第0级瓦片渲染思路走通->多级瓦片渲染
2：主要技术点的实现：
2.1：Screen-Space Error 的概念
Screen-Space Error（屏幕空间误差），它就是类似于比例尺的概念， 就形象的叫比例尺好了， 由于地图分为好多层，当我们在渲染地图的时候，怎么确定当期细节程度不够了，还要继续请求细节程度更高的一层呢？就是由这个值决定的，它是怎么计算出来的呢，下面一步步说。
首先，比如最开始，我们渲染整个地球时，比如第0层，我们用了1个瓦片，简单点说，我们把一张图片粘到地球上了，那么这张图片的每个像素点代表实地多长的距离呢， 这个其实就是第0层 Screen-Space Error， 比如拿赤道来说： 用赤道的长度除以图片的宽度，就是这个值; 另外每一层的瓦片在细分时又可以由四个子瓦片表示， 那么第1层， 第2层， 第N层的Screen-Space Error是不是就可以计算出来了，我们说这个是理论意义上的Screen-Space Error值。
然后，当我们渲染第N层图片时，我们计算一个实际Screen-Space Error值，来和上面的理论值比较， 这样根据比较结果，我们就可以知道是否要渲染第N+1层了，那怎么办计算呢， 看图：
在图中的摄像机的FOV角度是知道的，瓦片距离相机的距离 d 也是可以求出来的，然后根据图中的比例关系，我们可以推到出计算实际Screen-Space Error的公式：
2.2：地形的生成：
由高程图生成地形是最简便的，高程图一般是64*64的一块黑白图片或者RGB图片，高度就是像素值，或者是像素值得组合: height = R * 100 + G * 10 + B。如图所示：
高程图代表地球上一块区域对吧，一般都是把地球投影后再切成一块块的高程图，这样呢高程图就有墨卡托投影和WGS84投影之分，但一般都是WGS的，所以如果是墨卡托投影的转换成WGS84。 然后遍历高程图的每个像素点，获取高度信息并将WGS84转换成笛卡尔坐标，步骤如图所示：
高程图是引擎的热点函数，优化很重要，这里面涉及到投影转换，坐标转换，函数应该内联。
2.3：影像处理：
首先看看影像切片的样子：
一个瓦片包含一块地形数据和一些影像数据， 首先得找到覆盖这块地形数据的影像， 怎么找呢，一块地形有经纬度范围和层级，那么就有Screen-Space Error值，那么根据这个值就能够找到影像对应的层级。
另外有一种情况就是，墨卡托和WGS的切片方式是不一样的，比如第0级的时候，前者就是1张256*256的图片，后者呢是2张256*256的图片，如果地形是WGS的，影像是墨卡托的时候，就需要对影像进行重投影，让其拉伸成512*256的大小，逐像素做在CPU上做那是非常耗时的，这个过程可以放到GPU中做， 比如生成一个512*256个顶点数据， 在顶点着色器中计算每个点对于的纹理坐标，然后在片段着色器中呢对影像进行采样，这样就可以完成重投影的工作。
除此之外还有一种情况要考虑， 就是一个地形跨两张影像， 或者一个影像跨两个地形或多个地形， 因为在生成地形数据的时候，我们已经生成纹理坐标了， 那只是针对地形和影像一对一的情况， 此时就不适合了，那怎么做呢， 我们需要对纹理坐标进行一个缩放平移操作，比如： 经度方向的缩放=瓦片的宽度/影像的宽度， 经度方向的偏移=（瓦片宽度与图片宽度的差值）/瓦片宽度，以纠正纹理坐标。
2.5：瓦片加载与替换策略：
这个策略是为了增强用户体验感，试着想想，用户移动浏览地球时，我们尽量避免频繁缓冲未命中，尽量用户呈现最想看到的瓦片，策略就是把一些瓦片放入一块缓冲区中，并每帧更新缓冲区中瓦片。尽量保证渲染画面连续不突兀。这块缓冲区称为优先级队列。
那这个队列中存哪些数据呢， 第一个策略是存上一帧渲染过得瓦片，因为有很大可能这一帧还要继续渲染这些瓦片。 第二个策略是采用广度优先遍历，避免不同LOD之间过渡太锐利，第三个策略是本帧请求的节点按照由近到远的顺序，或者由粗糙到精细的顺序存放。
第四个策略，由于这个队列的长度不是无限的，一般根据机器性能调整，长度100~200左右，为了保持恒定长度，这就需要有替换策略， 这里采用LRU策略，最近最少使用，优先级最低的，排到队尾的元素被替换掉。
第五个策略，预取， 由于瓦片数据需要下载，我们可以预取当前节点的子节点数据，如图中红色节点。为用户可能的移动做准备。
如何判断用户行为呢，思路是记录用户移动轨迹，就是每帧的相机的位置，预计算出下一帧相机的位置和方向， 然后在这个预判的位置上做预取，即相机可见性判断， 从而达到预取功能。
第六个策略，上采样，当用户想看更精细一级的瓦片，但数据还没有下载好，此时可以对上一级的瓦片数据做采用，生成一个粗略的数据，供用户浏览， 第一：地形数据取上一次地形的1/4块， 放大并对高度插值。 第二影像数据用上一级影像，纹理坐标缩放平移，这个在影像处理时已经做好了。