詳細介紹Quake2BSP檔案格式和應用(轉)

詳細介紹Quake2BSP檔案格式和應用(轉)[@more@]

　　簡介

　　

　　BSP檔案格式是QUAKE 2用於儲存地圖的一種檔案格式，說得具體點，就是用於渲染Q2世界的。儘管有其他的資訊包含在BSP檔案中，用於其他遊戲部分（如敵人AI，等等），在這篇文章中，我不將討論他們。如果你有這方面的知識，請告訴我，我的E-MAIL在下面。在這篇文章中難免有錯誤之處，請告訴我。

　　為了更清楚的描述BSP檔案格式，在這篇文章中將試圖對Q2渲染引擎進行技術方面的描述。現在讓我們假想這個渲染器使用的是基本的3D圖形技術，包含BSP樹結構。

　　我們在這篇文章中描述的是Q2的BSP檔案格式，這個檔案格式由Kingpin使用（他建立了Q2引擎）。對於Q1和Q3的檔案格式，雖然他們很相同，但還是有點不相容。不管怎樣，BSP的檔案結構和技術不是很難，這篇文章將對於那些對這些格式趕興趣的人。

　　

　　法律方面的問題

　　

　　協定

　　

　　在這篇文章中，我用C語言結構來描述這些問題。為了使描述簡單並規範意義，我用int32 and uint32來表示有符號和無符號32位整形數；同樣的符號將用於16位和32位整形數。下面為用於儲存BSP檔案格式的頂點和向量的結構：

　　struct point3f

　　{

　　float x;

　　float y;

　　float z;

　　};

　　struct point3s

　　{

　　int16 x;

　　int16 y;

　　int16 z;

　　};

　　第二版中一些地方，如儲存記憶體，就不需要很高的精度。相比於12位的版本，他只需要6位。通常情況下，都是用整形，而非浮點。

　　

　　渲染

　　

　　在這一節中，我們將介紹資料結構中的一些術語，並描述一下在Q2中進行渲染的過程。

　　Q2地圖中劃分成很多的凸區域，這些區域用BSP樹頁來表示。任何時候攝象機的位置隨這些凸區域的水平方向改變。那一些樹葉都相互的簇擁在一起，成一叢一叢的。這些叢如何構成是由建立BSP檔案的工具決定。對於每個叢，他們都是以列表形式潛在，直觀地儲存。我們把這稱為potentially visible set(PVS).

　　要渲染Q2地圖，首先篇歷BSP樹，以決定攝象機的匯入。一旦知道攝象機匯入的葉，相應的叢也匯入了（記住一片葉包含一個叢）。對應於叢的PVS然後解壓出攝象機對應的那些PVS的列表。葉然後儲存根據視角平截面裁減的葉的範圍。

　　

　　BSP樹

　　

　　許多人在透過用Q2和相似的引擎時，沒有把BSP樹和相應的演算法聯絡起來。透過上面的敘述，我們知道可視的介面是由PVS決定。BSP樹用於分割地圖並快速地決定哪一塊應該顯示。結果，在Q2中沒有好的渲染演算法，而不得不用其他資料結構代替（如OCTREE OR K-D TREE）。BSP樹不管怎樣是非常簡單的，他也被用在Q2引擎中其他不用渲染的任務中。

　　當討論BSP樹中儲存葉結點的BSP樹(leaf-based BSP trees)和儲存內部結點的BSP樹(node-based BSP trees)時。用在Q2中的BSP樹的變化實際上是兩方面的。這兩方面是渲染和衝突檢測。用於渲染時，他直接把儲存在葉結點中的面渲染出來，因為他們是以PVS形式儲存的。如果你沒有執行衝突檢測，儲存在內部結點中的面將完全被忽約。

　　

　　檔案頭

　　

　　就我所知，所有的BSP檔案是以位元組的形式儲存的，當用在大的終端平臺上時，隨著匯入而變換。這使的相同的地圖能夠被使用不同平臺的Q2使用者共同使用。如果你在大的終端中匯入BSP檔案-------如Macintosh ,UNIX---你將不得不仔細的變換位元組順序。

　　BSP檔案格式是用目錄結構組織的，檔案中所有的資料包含“自由的浮動”（free floating)團。在檔案開始處，有一個目錄告訴團的開始的偏移和長度。這個目錄後的檔案開始的8個位元組是用於描述這些團的位置和長度。

　　BSP檔案頭的格式描述如下：

　　struct　bsp_lump

　　{

　　uint32 offset;　　　　　 //從檔案開始的資料的偏移（用位元組表示）

　　uint32 length;　　　　　//資料的長度（用位元組表示）

　　}；

　　struct bsp_header

　　{

　　uint32 magic;　　　　//magic號（“IBSP”）

　　uint32 version;　　　//BSP格式的版本（38）

　　bsp_lump lump[19];　　//團的目錄

　　}；

　　BSP檔案開始的4個位元組是一個標記，用於標識檔案是否一個軟體BSP檔案。這些位元組被拼為“IBSP”。接下來是32位無符號整形數，用於指定版本號。正如上面說的一樣，本檔案的版本號為38。

　　接下來的表顯示BSP檔案中包含的不同的團，並且這些團的索引排列在檔案頭中。這些團的目的是用於標識不知道的問題標記（這個名字來源於QBSP原始碼），不管怎樣，他們是不用建構簡單的Q2標準渲染器。

　　

　　索引名　　　　　　　　　 描述

　　0 Entities　　　　　　 MAP實體文字緩衝器

　　1 Planes　　　　　　　平面佇列

　　2 Vertices　　　　　　頂點佇列

　　3 Visibility　　　　　　 壓縮的PVS資料和所有的叢目錄

　　4 Nodes　　　　　　　BSP樹的內部結點陣列

　　5 Texture Information　表面材質運用佇列

　　6 Faces　　　　　　　 表面佇列

　　7 Lightmaps　　　　 光圖

　　8 Leaves　　　　　　 BSP樹的內部葉佇列

　　9 Leaf Face Table 索引查詢表，用於參考葉中的表面佇列

　　10 Leaf Brush Table　　　 ?

　　11 Edges　　　　　　邊佇列

　　12 Face Edge Table　索引查詢表，用於參考葉中的邊佇列

　　13 Models　　　　 ?

　　14 Brushes　　　 ?

　　15 Brush Sides　 ?

　　16 Pop　　　　　　　?

　　17 Areas　　　　　　?

　　18 Area Portals　　　　　　?

　　許多團是用結構佇列的形式儲存的，這些結構都是固定大小。例如，頂點團是一個POINT3F結構佇列。由於每個POINT3F是12位，頂點值被12個頂點團分開進行計算。相似的計算也被用於面，結點，材質資訊，表面，葉和邊團。

　　在下一節，我們將討論團的結構和作用。

　　

　　頂點團

　　

　　頂點團是一列世界的所有的頂點。每個結點是3個float浮點值，相當於12個位元組。你能計算這些頂點值透過把這些頂點團的長度分為12來計算。（You can compute the numbers of vertices by dividing the length of the vertex lump by 12. ^_^不好意思，可能翻譯錯了）

　　Q2用一個協調系統透過Z-軸調整為向上。記住，就是你用其他的系統進行調節，你可能需要改變束縛盒和麵方程式。

　　

　　邊團

　　在表面的頂點要共享，而且邊也要共享。每一條邊是儲存在頂點佇列中。儲存量是兩個16位的整形數，因此，在邊佇列中的邊數是由邊團的值除以4。這裡要說的是可能有一條邊被有卷繞著的線的兩個面共享，因此對於一條邊，沒有特殊的方向。這一點將在表面團中討論。

　　

　　表面團

　　

　　bsp_face結構佇列中表麵糰的格式如下：

　　

　　struct bsp_face

　　{

　　uint16 plane;　　　　　 //表面平行的面的索引

　　uint16 plane_side;　　//設定表面是否與面平行

　　

　　uint32 first_edge;　　//第一條邊的索引（在表面邊佇列中）

　　uint16 num_edges;　//連續的邊的數量（在表面邊佇列中）

　　

　　uint16 texture_info;　　　//材質資訊結構的索引

　　uint8　 lightmap_syles[4];　//光圖的型別

　　uint32 lightmap_offset;　　//光圖在光圖團中的偏移

　　}；

　　這個bsp_face結構的長度是20位元組，面的數量可以由表面團除以20得到