wmo(wow map object) research
The wmo是一個(gè)非常有趣的設(shè)計(jì)，wow中比較小的物體使用doodad，而building使用wmo，
這里的building可以是橋梁、了望臺(tái)、簡(jiǎn)單的小房子、復(fù)雜點(diǎn)的旅館這樣的房屋、非常
復(fù)雜的建筑群（例如地下城場(chǎng)景），本文對(duì)wmo場(chǎng)景文件進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，關(guān)于wmo文件的具
體信息請(qǐng)參考wowmapview的source code，這里非常感謝ufoz所做的貢獻(xiàn)。
1、命名規(guī)則
wmo保存在以.wmo結(jié)尾的文件中，這個(gè)文件使用數(shù)據(jù)塊來(lái)保存數(shù)據(jù)。一個(gè)wmo通常由一個(gè)或多個(gè)
group組成，而group數(shù)據(jù)也保存在以.wmo結(jié)尾的文件中，不過(guò)文件名稱(chēng)存在不同，例如一個(gè)wmo
保存在name.wmo文件中，那么group文件名就為name_001.wmo name_002.wmo......
2、結(jié)構(gòu)
wmo就組織結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)包含兩個(gè)層次，group和batch。一個(gè)group通常包含多個(gè)batch，其中g(shù)roup包含
一個(gè)AABB。batch是wmo最小的渲染單元，它保存了頂點(diǎn)索引列表，可以直接調(diào)用DP進(jìn)行渲染。group
內(nèi)保存一個(gè)標(biāo)志位，可以將group分為indoor/outdoor兩類(lèi)，這一個(gè)信息非常重要，通過(guò)它wmo就將
building分成了內(nèi)外兩部分，outdoor group就是building的外殼，他通過(guò)portal與室內(nèi)場(chǎng)景連接
在一起。
3、portal
wmo文件中保存了portal信息，在wmo中規(guī)定group必須通過(guò)portal進(jìn)行連接，portal由PVS和PRS
兩部分組成，PVS記錄portal頂點(diǎn)信息，PRS記錄portal和group的連接信息，PRS結(jié)構(gòu)如下：
struct WMOPR {
int portal;
int group;
int dir;
};
需要注意的是dir，這個(gè)成員只有兩個(gè)值-1或1，由于portal的頂點(diǎn)信息按照順時(shí)針記錄，因此group
位于portal的正面時(shí)dir為1，否則為-1，通過(guò)dir可以快速確定group到底位于portal的哪一側(cè)。
通過(guò)wmo中記錄的portal信息可以使用portal culling來(lái)檢查group的可見(jiàn)性，但是這里還是有一些
難度，主要是指portal的記錄方式。由于一個(gè)group可能有多個(gè)portal，而查找連接的portal只能
通過(guò)PRS，這樣在大的場(chǎng)景中非常不方便。而且在wmo中竟然沒(méi)有記錄portal的plane信息，如何確定
camera到底是位于portal的正面還是反面呢？（現(xiàn)在wmo文件由于沒(méi)有完全破解，存在一些wowmapview
未讀入的數(shù)據(jù)塊，例如MVER、MOPT、MOVV、MOVB等，其中MVER應(yīng)該是wmo文件的版本號(hào)，MOPT懷疑是保
存所有plane信息，而MOVV可能是保存包圍體頂點(diǎn)信息，而MOVB保存包圍體信息，MOVV、MOVB應(yīng)當(dāng)用于
碰撞檢測(cè)，這些暫時(shí)沒(méi)有驗(yàn)證）我的做法是在載入時(shí)計(jì)算portal的plane信息，并將PRS信息轉(zhuǎn)換為類(lèi)似
Q3 BSP中portal的結(jié)構(gòu)。
struct portal_t {
int othergroup;
int pvs;//pvs index
int dir;
};
struct group_t {
int firstportal;
int numportals;
};
4、碰撞檢測(cè)
在wmo中并沒(méi)有使用BSP、OC TREE這樣的結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行場(chǎng)景管理，可能所有人都感覺(jué)非常困惑。
場(chǎng)景管理的功能主要是為了加速渲染和方便碰撞檢測(cè)，由于存在portal，這樣第一個(gè)功能已經(jīng)完成。
而對(duì)于碰撞檢測(cè)，我的想法應(yīng)當(dāng)是AABB TREE。仔細(xì)觀察WOW的場(chǎng)景可以發(fā)現(xiàn)在indoor場(chǎng)景中曲面、斜面
這樣的幾何物體非常少，大多數(shù)是規(guī)則物體，因此可以判斷在wmo中所有的物體都是嚴(yán)格按照軸對(duì)齊
方式進(jìn)行建模，也就是對(duì)規(guī)則性物體AABB=OBB。由于MOVV和MOVB信息并沒(méi)有完全研究透徹，因此關(guān)于
這一部分只能是我的猜測(cè)。
5、渲染
對(duì)wmo的渲染由于batch的存在從而變的簡(jiǎn)單化，但還有可以?xún)?yōu)化的地方。由于wmo中使用portal將其分割
成group，因此有大量的材質(zhì)相同的model被分割成不同的batch，在渲染時(shí)將材質(zhì)相同的batch合并到一起
渲染可以避免一些無(wú)謂的DP調(diào)用。wmo一個(gè)令人詬病的地方是使用vertex light，為了減少圖元數(shù)量從而
使頂點(diǎn)數(shù)量降低，造成渲染的時(shí)候出現(xiàn)色帶效果，應(yīng)當(dāng)加入lightmap，由于wmo的場(chǎng)景通常不大，預(yù)處理
時(shí)做radiosity的時(shí)間也不會(huì)太長(zhǎng)。
6、動(dòng)態(tài)載入
對(duì)于只包含幾個(gè)group的小場(chǎng)景的wmo，由于載入時(shí)間不是太長(zhǎng)，在動(dòng)態(tài)載入時(shí)一次性載入對(duì)程序影響
并不會(huì)太大。但是對(duì)于超大場(chǎng)景的wmo就需要考慮載入策略，這樣場(chǎng)景典型的就是wow中的地下城場(chǎng)景，
它一個(gè)wmo中包含了幾百個(gè)group，一次性載入時(shí)間非常長(zhǎng)，需要分段進(jìn)行載入。此時(shí)就顯示出wmo分
文件保存group的優(yōu)勢(shì)了，為了實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)載入wmo場(chǎng)景，一種可能的做法是在載入wmo后需要根據(jù)camera
所在的group快速的建立group連接層次圖，這個(gè)圖通過(guò)PRS數(shù)據(jù)建立，建立流程如下：
一、將camera所在group作為當(dāng)前group，獲得所有相連的protal；
二、將protal連接的group保存到第一層列表中，遍歷第一層列表中所有的group；
三、獲得第一層列表中g(shù)roup的portal，檢查portal所連接的group是否保存在第一層列表中，如果沒(méi)有
將其保存到第二層列表中；
四、重復(fù)上述過(guò)程，直到整個(gè)層次圖建立。
這個(gè)層次圖可以預(yù)先建立然后保存到文件中運(yùn)行時(shí)載入，這樣wmo就是分層載入而不需要一次性載入。
（這里我考慮是否在wmo中也可以建立類(lèi)似bsp的pvs數(shù)據(jù)呢？雖然pvs現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)始淘汰，但是如果
存在pvs就可以方便確定哪些group需要立即載入，只是不知被portal分割后的group到底是不是convex
hull，如果是的話可以建立pvs，但對(duì)建模時(shí)限制更加明顯，兩難的選擇！！！）
7、建模
由于wmo是按照group對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行保存，因此為了建立wmo需要設(shè)計(jì)一個(gè)強(qiáng)力的模型構(gòu)建工具，這個(gè)工具
主要功能就是對(duì)從建模工具（3DS MAX）中建立的場(chǎng)景模型進(jìn)行分組和處理。美工在制作模型時(shí)需要非常
小心，所有的模型要嚴(yán)格的軸對(duì)齊（軸對(duì)齊的原因是需要模型的AABB=OBB），然后將模型導(dǎo)入工具中。
模型構(gòu)建工具有以下功能：分組（group）功能、group選擇、group顯示/隱藏、指定portal，portal對(duì)
齊（考慮門(mén)、窗戶(hù)這樣天然的portal，手動(dòng)指定portal時(shí)肯定無(wú)法與外表墻壁對(duì)齊，需要程序自動(dòng)對(duì)齊）
、batch操作（分割、選擇、顯示/隱藏等）、圖元級(jí)操作（triangle揀選，用于batch分割）、光照運(yùn)算
（產(chǎn)生vertex light數(shù)據(jù)）、放置光源、放置doodad（場(chǎng)景中的道具，如桌子、椅子等）。可能還需要其
他一些功能，但是對(duì)比其他引擎的場(chǎng)景建模工具（hammer、sandbox）明顯簡(jiǎn)單化許多。
8、優(yōu)勢(shì)及不足
當(dāng)前處理室內(nèi)場(chǎng)景的主流技術(shù)依然是bsp，但是隨著硬件的發(fā)展bsp的優(yōu)勢(shì)在慢慢地喪失，bsp賴(lài)以生存的
預(yù)處理PVS現(xiàn)在已經(jīng)完全被實(shí)時(shí)的portal culling所取代，bsp優(yōu)勢(shì)只剩下對(duì)圖元排序（用于透明物體的
渲染）和基于brush的快速碰撞檢測(cè)上，但是對(duì)比建模工具的復(fù)雜化和場(chǎng)景的限制，采用bsp的開(kāi)銷(xiāo)確實(shí)
顯得太大。而基于純portal引擎的結(jié)構(gòu)開(kāi)始流行，例如cryengine中處理室內(nèi)場(chǎng)景時(shí)就完全拋棄bsp，
場(chǎng)景完全由一塊塊固定大小的墻壁組成，一塊墻壁基本和bsp中brush類(lèi)似，這樣做的好處是建模工具變
的簡(jiǎn)單（不需要進(jìn)行CSG運(yùn)算），而且非常容易的產(chǎn)生portal，同時(shí)由于場(chǎng)景使用brush構(gòu)成也兼具了
bsp方便進(jìn)行碰撞檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)。wmo有些類(lèi)似cryengine，但是在某些方面更具優(yōu)勢(shì)。
首先在建模方面，wmo的場(chǎng)景完全可以通過(guò)成熟的建模工具來(lái)構(gòu)建，這樣對(duì)于美工不需要重新學(xué)習(xí)新的
建模工具，可以節(jié)約大量的時(shí)間。其次模型構(gòu)建工具需要的功能非常少，減少了程序的復(fù)雜性，縮短了
編寫(xiě)相關(guān)工具的時(shí)間。再次，場(chǎng)景管理簡(jiǎn)單化，相應(yīng)代碼量大幅度減少，同時(shí)由于portal的存在，可以方便
的與其他引擎相對(duì)接。可以說(shuō)wmo是一種可以進(jìn)行快速開(kāi)發(fā)的場(chǎng)景結(jié)構(gòu)。