Blending textures with each other on borders

[0x4E69676874466F78]

Это техника уже есть в rtx remix, но она там на тот момент как я смотрел была глобальна и из-за этого коряво работает, мы же можем воспользоваться правилами материалов или патчей, что вот такие-то текстуры смешать между собой на границах.

Сейчас у нас наблюдается подобное:

PBR-текстурами это особо не спасти:

Можно зафорсить одну текстуру, но это не везде поможет и в целом текстура начнёт угадываться.

[w23]

Не очень понятно вообще, как к этому подступаться.

Из каких-то быстрых идей может быть следующая: каким-то образом к каждому ребру геометрии подтаскивать метаданные вида "граничу с такой-то тестурой, должны быть такие-то текстурные координаты в вершинах". Тогда в шейдере можно понять, насколько мы далеко от такой грани, и как-то смешивать.

Но эту идею придумать было быстро, а реализовать хз как, и долго.

[0x4E69676874466F78]

Обычно в играх это делается через terrain blending, опишу своими словами как понимаю (дилетанстки) без всякого гуглежа сам:

1. У нас есть конкретные поверхности, на них вешается единственный материал. Этот материал отдельный шейдер в котором иначе работает текстурирование. В нашем случае можно пойти двумя путями:
   1.1. переиспользовать в системе материалов для конкретной карты inherit со специальным параметром-режимом текстурирования ("texture_mode" "blend") и таким образом задать слоты этих текстур.
   1.2. через патч карты указать "_xvk_blend_textures" "список тайлящихся текстур" (наверное логичнее и тем более потом можно ограничить списком сурфейсов если вдруг потребуется).
   Если не указано конкретики, за кадром рендер определит какие грани имеют эти текстуры и следовательно для них надо включить другой режим текстирования.
2. Сам шейдер имеет слоты текстур. В нашем случае это все тайлящиеся-анимированные текстуры которые мы так или иначе задали.
3. Дальше автоматически появляются маски, одна текстура в видеопамяти это до четырёх масок (RGBA) которые можно между собой смешать, на самом деле 5, учитывая базовый слой. Если нужно больше 5 тогда добавляем ещё одну текстуру с масками.
4. При желании мы можем сдвигать базовые текстурные координаты каждого слоя куда-то в сторону. Текстуры мостятся.
5. Дальше в типичной ситуации маски мазюкают кистями в редакторе. В нашем же случае потребуется нарисовать маски процедурно для каждой поверхности с разной "анимационно"-тайлящейся текстурой. Таким образом каждая поверхность будет спроецирована на своей маске и её канале где размыта типа гауссом.
6. Мы по маскам смешиваем текстуры между собой.

Дальше идём искать примеры:

https://habr.com/ru/companies/pixonic/articles/490226/ обширная статья на все случаи, конкретно крути вниз к "текстуры с весовыми коэффициентами для смешивания слоев"
https://github.com/jensnt/TerrainHeightBlend-Shader пример реализации для юнити
https://codeberg.org/sparseMatrix/Height-Blending-Terrain-Shader/src/branch/master/Adam-HeightBlendTerrain ещё один
https://www.shadertoy.com/view/WsB3zc какой-то пример на шейдертое не знаю уместный ли.

Совсем забыл упомянуть трипланарную проекцию которая для гор важна, иначе текстуры могут некрасиво растягиваться.

В целом @LifeKILLED сам вроде писал подобный шейдер, можно узнать у него как такое можно сделать более оптимально.

Для других игр где есть ландшафт это будет необходимо.

[LifeKILLED]

Базовый функционал шейдера для terrain это splat map - текстуры масок. Один цветовой канал (R, G, B или A) это маски текстур. Очень удобно, если текстуры лежат в массиве. Можно сэмплить только те, у которых маска больше 0. Этих масок может быть много, если надо больше четырех текстур. Логика простая. Фактически это просто задачка смешивания нескольких текстур по одной маске, такими пользуются дизайнеры в Анриле.

Я писал шейдер для terrain в Юнити, потому что в базовом шейдере не хватало фич. Я добавлял triplanar, cellshading и heightmap blending. То есть не просто мягкое смешивание текстур по маске, а особый алгоритм, чтобы на границе был резкий переход по формам, заданным текстурой высоты. Например, чтобы на границе травы и камней пучки травы пробивались между щелей в камнях

[w23]

Вот этот блендинг это уже следующий (самый простой) шаг, после того, как мы понимаем, что с чем блендить, поэтому я его упомянул только на уровне "как-то смешивать", он сам собой разумеется.

Самое сложное в этой задаче это как раз сообразить, что у нас разрыв, понять, чего с чем разрыв алгоритмически, и как-то дотащить эти сведения до блендинга.

Это можно захачить через (пока отсутствующие, но я как раз хотел попробовать их сделать через такой блендинг) декали -- руками во все найденные разрывы накидать полигонов с декалями, чтобы они блендились с обоими участниками разрыва.
Неясно, насколько муторно будет делать инструментарий для этого, и насколько оно будет выглядеть не погано.

[LifeKILLED]

Если будет какой-то буфер с декалями ("коробка", которая ее проецирует в виде матрицы, номер материала), то можно в отдельном пассе спроецировать их на уже готовые буферы base_color_a, material_rmxx и normals_gs, не используя лучи. Главное просто сделать их список в шейдере. Остальное просто

Кстати, разноображивать декалями террейн и окружение - рабочий способ, которым пользуются дизайнеры. Шейдер террейна это просто грубая основа, а всё самое основное делается декалями и модельками камушков

[LifeKILLED]

Облепить резкие швы между брашами с помощью декалей - неплохая идея. А трипланар в этом случае будет эффективным только если получится сгладить в этих местах нормали, потому что именно по мягким нормалям можно смешивать разные стороны трипланара. Если оставить переходы резкими, трипланар не сработает