feat(render): 纹理图集构建与区块网格构建（面剔除/三通道/光照顶点）
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internal/mesh/mesh.go
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internal/mesh/mesh.go
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@@ -0,0 +1,136 @@
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// Package mesh 区块网格构建：面剔除 + 顶点格式 + 光照（场景/渲染.md §3）。
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//
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// 网格在 CPU 构建（worker 池），GL 只负责上传——渲染 goroutine 不产生分配压力。
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package mesh
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import (
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"mc/internal/block"
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"mc/internal/chunk"
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)
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// Vertex 顶点格式（渲染.md §5）：位置 + UV + 天空/方块光各 4-bit。
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type Vertex struct {
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X, Y, Z float32
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U, V float32
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Sky, Block uint8
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}
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// ChunkMesh 一个区块的三类网格（渲染.md §6 三 pass）。
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type ChunkMesh struct {
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Opaque []Vertex // 不透明（主 pass）
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Cutout []Vertex // alpha test（树叶/玻璃）
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Translucent []Vertex // 半透明（水，远→近排序 pass）
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}
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// Neighbor 邻居方块查询（跨区块面剔除用，区块管理.md §6）。
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type Neighbor func(x, y, z int32) block.State
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// UVFunc 纹理键 → 图集 UV（归一化坐标，含 inset）。
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type UVFunc func(texKey string) (u0, v0, u1, v1 float32, ok bool)
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// Builder 网格构建器。
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type Builder struct {
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reg *block.Registry
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uv UVFunc
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}
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// NewBuilder 创建构建器。
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func NewBuilder(reg *block.Registry, uv UVFunc) *Builder {
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return &Builder{reg: reg, uv: uv}
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}
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// face 一个面的 4 个角偏移与朝向。
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type faceDef struct {
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dir [3]int32
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corners [4][3]int32
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}
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// faces 六面定义（角顺序与 UV 顶点顺序一致）。
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var faces = [6]faceDef{
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{dir: [3]int32{0, 1, 0}, corners: [4][3]int32{{0, 1, 0}, {1, 1, 0}, {1, 1, 1}, {0, 1, 1}}}, // 顶
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{dir: [3]int32{0, -1, 0}, corners: [4][3]int32{{0, 0, 1}, {1, 0, 1}, {1, 0, 0}, {0, 0, 0}}}, // 底
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{dir: [3]int32{1, 0, 0}, corners: [4][3]int32{{1, 0, 0}, {1, 0, 1}, {1, 1, 1}, {1, 1, 0}}}, // 东(+x)
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{dir: [3]int32{-1, 0, 0}, corners: [4][3]int32{{0, 0, 1}, {0, 0, 0}, {0, 1, 0}, {0, 1, 1}}}, // 西(-x)
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{dir: [3]int32{0, 0, 1}, corners: [4][3]int32{{1, 0, 1}, {0, 0, 1}, {0, 1, 1}, {1, 1, 1}}}, // 南(+z)
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{dir: [3]int32{0, 0, -1}, corners: [4][3]int32{{0, 0, 0}, {1, 0, 0}, {1, 1, 0}, {0, 1, 0}}}, // 北(-z)
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}
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// faceTexture 面方向 → 注册表纹理面名（block.Registry.Texture 参数）。
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var faceTexture = [6]string{"up", "down", "east", "west", "south", "north"}
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// Build 构建区块网格（面剔除：仅当邻格非完全不透明时生成该面，渲染.md §3.1）。
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func (b *Builder) Build(c *chunk.Chunk, nb Neighbor) *ChunkMesh {
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m := &ChunkMesh{}
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blocks := c.Snapshot()
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baseX, baseZ := float32(c.CX*16), float32(c.CZ*16)
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for x := 0; x < 16; x++ {
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for y := 0; y < chunk.Height; y++ {
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for z := 0; z < 16; z++ {
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s := blocks[chunk.Index(x, y, z)]
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if s == block.Air {
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continue
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}
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var target *[]Vertex
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switch {
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case b.reg.IsTranslucent(s):
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target = &m.Translucent
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case b.reg.IsCutout(s):
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target = &m.Cutout
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default:
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target = &m.Opaque
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}
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wx := int32(x) + c.CX*16
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wy := int32(y)
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wz := int32(z) + c.CZ*16
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sky, blk := c.SkyLight(x, y, z), c.BlockLight(x, y, z)
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for fi, f := range faces {
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nx := wx + f.dir[0]
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ny := wy + f.dir[1]
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nz := wz + f.dir[2]
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neighbor := nb(nx, ny, nz)
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if b.reg.IsOpaque(neighbor) {
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continue // 面被不透明邻格遮挡（面剔除）
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}
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// 同类型邻格也剔除（水贴水不渲染内面；树叶相邻保留边缘，简化规则）
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if neighbor != block.Air && !b.reg.IsOpaque(neighbor) &&
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b.reg.IsTranslucent(neighbor) == b.reg.IsTranslucent(s) && b.reg.IsTranslucent(s) {
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continue
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}
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texKey := b.reg.Texture(s, faceTexture[fi])
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u0, v0, u1, v1, ok := b.uv(texKey)
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if !ok {
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u0, v0, u1, v1 = 0, 0, 1, 1
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}
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for _, corner := range f.corners {
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*target = append(*target, Vertex{
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X: baseX + float32(x) + float32(corner[0]),
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Y: float32(y) + float32(corner[1]),
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Z: baseZ + float32(z) + float32(corner[2]),
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||||
U: u0 + (u1-u0)*float32(cornerUV(corner, f)[0]),
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V: v0 + (v1-v0)*float32(cornerUV(corner, f)[1]),
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Sky: sky,
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Block: blk,
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})
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}
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}
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}
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}
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}
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return m
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}
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// cornerUV 角在面上的 UV 权重（0/1），顺序与 corners 一致。
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func cornerUV(c [3]int32, f faceDef) [2]int32 {
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var u, v int32
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switch f.dir {
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case [3]int32{0, 1, 0}, [3]int32{0, -1, 0}: // 顶/底：x→u，z→v
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u, v = c[0], c[2]
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case [3]int32{1, 0, 0}, [3]int32{-1, 0, 0}: // 东/西：z→u，y→v
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u, v = c[2], 1-c[1]
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default: // 南/北：x→u，y→v
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||||
u, v = c[0], 1-c[1]
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}
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return [2]int32{u, v}
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}
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internal/mesh/mesh_test.go
Normal file
95
internal/mesh/mesh_test.go
Normal file
@@ -0,0 +1,95 @@
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package mesh
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import (
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"path/filepath"
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"testing"
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"mc/internal/block"
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"mc/internal/chunk"
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)
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// loadReg 加载注册表。
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||||
func loadReg(t *testing.T) *block.Registry {
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t.Helper()
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r, err := block.Load(filepath.Join("..", "..", "assets", "config", "blocks.json"))
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if err != nil {
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t.Fatalf("加载注册表失败: %v", err)
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}
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return r
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}
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// airNb 邻居查询：全部视为空气（不剔除任何面）。
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func airNb(x, y, z int32) block.State { return block.Air }
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// dummyUV 固定 UV（测试不关心贴图坐标）。
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func dummyUV(key string) (float32, float32, float32, float32, bool) {
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return 0, 0, 1, 1, true
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}
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// TestSingleBlock 单方块 6 面全生成：24 顶点（6 面 × 4 顶点四边形）。
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func TestSingleBlock(t *testing.T) {
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reg := loadReg(t)
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stone, _ := reg.ID("stone")
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c := chunk.New(0, 0)
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c.Fill(0, 0, 0, block.NewState(stone, 0))
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c.SetBlockLight(0, 0, 0, 10)
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b := NewBuilder(reg, dummyUV)
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m := b.Build(c, airNb)
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if len(m.Opaque) != 24 {
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t.Fatalf("不透明顶点期望 24，实际 %d", len(m.Opaque))
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}
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if len(m.Cutout) != 0 || len(m.Translucent) != 0 {
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t.Fatalf("其他通道应为空: cutout=%d translucent=%d", len(m.Cutout), len(m.Translucent))
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}
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// 顶点光照传递
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for _, v := range m.Opaque {
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if v.Block != 10 {
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t.Fatalf("顶点方块光期望 10，实际 %d", v.Block)
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}
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}
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}
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// TestFaceCulling 相邻不透明方块剔除共享面：2 块相邻 → 各 5 面 → 40 顶点。
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func TestFaceCulling(t *testing.T) {
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reg := loadReg(t)
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stone, _ := reg.ID("stone")
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c := chunk.New(0, 0)
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c.Fill(0, 0, 0, block.NewState(stone, 0))
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c.Fill(1, 0, 0, block.NewState(stone, 0))
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// 邻居查询：跨区块查空气，区块内查实际方块
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nb := func(x, y, z int32) block.State {
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if x < 0 || x >= 16 || y < 0 || y >= chunk.Height || z < 0 || z >= 16 {
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return block.Air
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}
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return c.Block(int(x), int(y), int(z))
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}
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b := NewBuilder(reg, dummyUV)
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m := b.Build(c, nb)
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if len(m.Opaque) != 40 {
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t.Fatalf("面剔除后顶点期望 40，实际 %d", len(m.Opaque))
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}
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}
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// TestChannels 透明分类：火把→cutout，水→translucent（渲染.md §6）。
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func TestChannels(t *testing.T) {
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reg := loadReg(t)
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torch, _ := reg.ID("torch")
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water, _ := reg.ID("water")
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c := chunk.New(0, 0)
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c.Fill(0, 0, 0, block.NewState(torch, 0))
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c.Fill(2, 0, 0, block.NewState(water, 0))
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b := NewBuilder(reg, dummyUV)
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m := b.Build(c, airNb)
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||||
if len(m.Cutout) != 24 {
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t.Fatalf("火把 cutout 顶点期望 24，实际 %d", len(m.Cutout))
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}
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if len(m.Translucent) != 24 {
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||||
t.Fatalf("水 translucent 顶点期望 24，实际 %d", len(m.Translucent))
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}
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if len(m.Opaque) != 0 {
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t.Fatalf("不应有不透明顶点，实际 %d", len(m.Opaque))
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}
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}
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