RecastNavigation（3D場景建模、網格導航）

1、RecastNavigation詳解

　　RecastNavigation定義：
　　　　RecastNavigation是一個導航尋路工具集，使用鄰接的凸多邊形集合描述一個3D場景，A*尋路算法使3D場景的可達性獲得保證。
　　　　Polygon是Detour的基本尋路單元，在Poly（Polygon凸多邊形）中，任意兩個點是能夠直線到達的。
　　　　github：https://github.com/recastnavigation/recastnavigation

　　RecastNavigation功能：
　　　　能表達一個3D場景；
　　　　能接近精確的賦予遊戲對象3維座標屬性；
　　　　能判斷3D場景表面2個點的可達性；
　　　　能動態改變3D場景地形。

　　RecastNavigation內容：
　　　　NavMesh（導航網格尋路）= 鄰接的凸多邊形（Recast） + A*尋路（Detour）
　　　　一、Recast，用於生成鄰接的凸多邊形集合數據，使用參照示例：RecastDemo/Sample_SoloMesh.cpp
　　　　　　① Solo Mesh，純粹的鄰接凸多邊形集合。
　　　　　　② Tile Mesh，基於Tile劃分的N個鄰接凸多邊形集合。
　　　　　　③ Temp Obstacles，支持動態障礙物的，基於tile劃分的N個鄰接的凸多邊形集合。
　　　　二、Detour，基於鄰接的凸多邊形集合的A*尋路算法，示例參照：RecastDemo/NavMeshTesterTool.cpp

　　*RecastNavigation的全部操做都是基於地表面的，對於空中對象的交互是沒法完成的，這時能夠結合其餘引擎，如physx進行對象的空中交互。

　　源碼結構：
　　　　DebugUtils 調試
　　　　Detour 利用導航網格作尋路操做。導航網格可使Recast生成的，也能夠是其餘工具生成的。
　　　　DetourCrowd 提供羣體尋路行爲的功能
　　　　DetourTileCache Tile緩存
　　　　Recast 根據提供的模型生成用於尋路的導航網格
　　　　RecastDemo 展示Recast、Detour提供的功能的Demo
　　　　Test 測試

　　SoloMesh生成過程（RecastDemo/Sample_SoloMesh.cpp中handleBuild函數），導航網格生成步驟：
　　　　場景模型體素化（Voxelization），或者叫光柵化（Rasterization）。
　　　　過濾可行走表面（Walkable Suface）
　　　　區域生成（Region）
　　　　輪廓生成（Contour邊緣）
　　　　輪廓網格生成（Poly Mesh）
　　　　三角形化（Triangulation）生成細節網格（Detailed Mesh）

2、RecastNavigation構建
　　RecastNavigation使用Premake5構建，須要自行安裝，若是使用make進行構建，須要編寫Makefile。
　　Premake下載地址：https://premake.github.io/download.html

　　Windows下使用vs編譯
　　　　一、RecastNavigation依賴於SDL庫，下載SDL源碼，解壓到RecastNavigation/RecastDemo/Contrib/目錄下
　　　　二、進入SDL/VisualC/目錄，打開開解決方案，編譯在SDL/VisualC/Win32/Debug下生成 SDL2.dll、SDL2.lib、SDL2main.lib
　　　　三、複製到SDL/lib/x86下，實際上這些文件下載的時候已經存在了，不須要2中的步驟
　　　　四、下載premake5.exe到工程目錄RecastNavigation/RecastDemo/下，cmd命令行進入此目錄，執行premake.exe vs2017 premake5.lua，生成解決方案在RecastNavigation/RecastDemo/build/下。
　　　　五、打開解決方案，在RecastNavigation/RecastDemo/Bin/下生成RecastDemo.exe可執行文件

　　Linux下編譯
　　　　一、git clone https://github.com/recastnavigation/recastnavigation.git
　　　　二、安裝SDL，OpenGL
　　　　SDL要編譯
　　　　　　進入目錄 ./configure make make install
　　　　OpenGL能夠經過命令安裝
　　　　　　yum install mesa-libGL-devel.x86_64
　　　　　　yum install mesa-libGLU-devel.x86_64
　　　　設置環境變量export PKG_CONFIG_PATH=SDL目錄，不然make的時候找不到SDL.h文件
　　　　三、cd recastnavigation/RecastDemo/
　　　　四、premake5 gmake
　　　　五、cd Build/gmake/
　　　　六、make

3、相關知識
　　一、包圍球：
　　　　......
　　二、AABB包圍盒：
　　　　xmin < x < xmax
　　　　ymin < y < ymax
　　　　zmin < z < zmax
　　　　頂點 （xmin, ymin, zmin）,（xmax, ymax, zmax）
　　　　中心點
　　　　float center()
　　　　{
　　　　　　center[0] = (min[0] + max[0]) * 0.5;
　　　　　　center[1] = (min[1] + max[1]) * 0.5;
　　　　　　center[2] = (min[2] + max[2]) * 0.5;

　　　　　　return center;
　　　　}
　　三、OBB包圍盒：
　　　　......

　　地形建模方法：
　　　　grid（方格）
　　　　waypoint（路徑點）
　　　　navmesh（導航網格）

4、服務器使用RecastNavigation
　　一、從Unity導出場景，使用navigation尋路組件bake完成生成好的導航網格（navmesh），生成recast可識別的obj文件。
　　二、使用RecastNavigation加載場景，並驗證其正確性。

　　　　// 這裏要用到Sample_TileMesh.h中結構體
　　　　struct NavMeshSetHeader
　　　　{
　　　　　　int magic;
　　　　　　int version;
　　　　　　int numTiles;
　　　　　　dtNavMeshParams params;
　　　　};

　　　　struct NavMeshTileHeader
　　　　{
　　　　　　dtTileRef tileRef;
　　　　　　int dataSize;
　　　　};

　　　　// 打開讀取客戶端生成的NavMesh文件
　　　　FILE* fp = fopen(navameshpath, "rb");
　　　　if (!fp) return 0;

　　　　NavMeshSetHeader meshHeader;
　　　　size_t len = fread(&meshHeader, sizeof(NavMeshSetHeader), 1, fp);
　　　　f (len != 1 || meshHeader.magic != NAVMESHSET_MAGIC || meshHeader.version != NAVMESHSET_VERSION)
　　　　{
　　　　　　fclose(fp);
　　　　　　return 0;
　　　　}

　　　　dtNavMesh* dtMesh = dtAllocNavMesh();
　　　　if (!dtMesh)
　　　　{
　　　　　　fclose(fp);
　　　　　　return 0;
　　　　}

　　　　dtStatus dtStatus = dtMesh->init(&meshHeader.params);
　　　　if (dtStatusFailed(dtStatus)
　　　　{
　　　　　　fclose(fp);
　　　　　　return 0;
　　　　}

　　　　// 讀取全部Tiles，獲取MeshQuery對象，下一步能夠用MeshQuery對象進行尋路
　　　　for (int i =0; i < meshHeader.numTiles; ++i)
　　　　{
　　　　　　NavMeshTileHeader tileHeader;
　　　　　　len = fread(&tileHeader, sizeof(NavMeshTileHeader), 1, fp)
　　　　　　......
　　　　}

　　三、Detour驅動AI尋路。

參考資料：
　　https://zhuanlan.zhihu.com/p/35100455 RecastNaviagtion
　　https://cloud.tencent.com/developer/article/1006053
　　http://chenshungen.cn/%E6%B8%B8%E6%88%8F%E6%9C%8D%E5%8A%A1%E5%99%A83d%E5%AF%BB%E8%B7%AF%E5%BA%94%E7%94%A8-recastnavigation/

未完待續 ......