wmo(wow map object) research
wmo(wow map object) research
The wmo是一个非常有趣的设计，wow中比较小的物体使用doodad，而building使用wmo，
这里的building可以是桥梁、了望台、简单的小房子、复杂点的旅馆这样的房屋、非常
复杂的建筑群（例如地下城场景），本文对wmo场景文件进行简单的介绍，关于wmo文件的具
体信息请参考wowmapview的source code，这里非常感谢ufoz所做的贡献。
1、命名规则
wmo保存在以.wmo结尾的文件中，这个文件使用数据块来保存数据。一个wmo通常由一个或多个
group组成，而group数据也保存在以.wmo结尾的文件中，不过文件名称存在不同，例如一个wmo
保存在name.wmo文件中，那么group文件名就为name_001.wmo name_002.wmo......
2、结构
wmo就组织结构来说包含两个层次，group和batch。一个group通常包含多个batch，其中group包含
一个AABB。batch是wmo最小的渲染单元，它保存了顶点索引列表，可以直接调用DP进行渲染。group
内保存一个标志位，可以将group分为indoor/outdoor两类，这一个信息非常重要，通过它wmo就将
building分成了内外两部分，outdoor group就是building的外壳，他通过portal与室内场景连接
在一起。
3、portal
wmo文件中保存了portal信息，在wmo中规定group必须通过portal进行连接，portal由PVS和PRS
两部分组成，PVS记录portal顶点信息，PRS记录portal和group的连接信息，PRS结构如下：
struct WMOPR {
int portal;
int group;
int dir;
};
需要注意的是dir，这个成员只有两个值-1或1，由于portal的顶点信息按照顺时针记录，因此group
位于portal的正面时dir为1，否则为-1，通过dir可以快速确定group到底位于portal的哪一侧。
通过wmo中记录的portal信息可以使用portal culling来检查group的可见性，但是这里还是有一些
难度，主要是指portal的记录方式。由于一个group可能有多个portal，而查找连接的portal只能
通过PRS，这样在大的场景中非常不方便。而且在wmo中竟然没有记录portal的plane信息，如何确定
camera到底是位于portal的正面还是反面呢？（现在wmo文件由于没有完全破解，存在一些wowmapview
未读入的数据块，例如MVER、MOPT、MOVV、MOVB等，其中MVER应该是wmo文件的版本号，MOPT怀疑是保
存所有plane信息，而MOVV可能是保存包围体顶点信息，而MOVB保存包围体信息，MOVV、MOVB应当用于
碰撞检测，这些暂时没有验证）我的做法是在载入时计算portal的plane信息，并将PRS信息转换为类似
Q3 BSP中portal的结构。
struct portal_t {
int othergroup;
int pvs;//pvs index
int dir;
};
struct group_t {
int firstportal;
int numportals;
};
4、碰撞检测
在wmo中并没有使用BSP、OC TREE这样的结构来进行场景管理，可能所有人都感觉非常困惑。
场景管理的功能主要是为了加速渲染和方便碰撞检测，由于存在portal，这样第一个功能已经完成。
而对于碰撞检测，我的想法应当是AABB TREE。仔细观察WOW的场景可以发现在indoor场景中曲面、斜面
这样的几何物体非常少，大多数是规则物体，因此可以判断在wmo中所有的物体都是严格按照轴对齐
方式进行建模，也就是对规则性物体AABB=OBB。由于MOVV和MOVB信息并没有完全研究透彻，因此关于
这一部分只能是我的猜测。
5、渲染
对wmo的渲染由于batch的存在从而变的简单化，但还有可以优化的地方。由于wmo中使用portal将其分割
成group，因此有大量的材质相同的model被分割成不同的batch，在渲染时将材质相同的batch合并到一起
渲染可以避免一些无谓的DP调用。wmo一个令人诟病的地方是使用vertex light，为了减少图元数量从而
使顶点数量降低，造成渲染的时候出现色带效果，应当加入lightmap，由于wmo的场景通常不大，预处理
时做radiosity的时间也不会太长。
6、动态载入
对于只包含几个group的小场景的wmo，由于载入时间不是太长，在动态载入时一次性载入对程序影响
并不会太大。但是对于超大场景的wmo就需要考虑载入策略，这样场景典型的就是wow中的地下城场景，
它一个wmo中包含了几百个group，一次性载入时间非常长，需要分段进行载入。此时就显示出wmo分
文件保存group的优势了，为了实现动态载入wmo场景，一种可能的做法是在载入wmo后需要根据camera
所在的group快速的建立group连接层次图，这个图通过PRS数据建立，建立流程如下：
一、将camera所在group作为当前group，获得所有相连的protal；
二、将protal连接的group保存到第一层列表中，遍历第一层列表中所有的group；
三、获得第一层列表中group的portal，检查portal所连接的group是否保存在第一层列表中，如果没有
将其保存到第二层列表中；
四、重复上述过程，直到整个层次图建立。
这个层次图可以预先建立然后保存到文件中运行时载入，这样wmo就是分层载入而不需要一次性载入。
（这里我考虑是否在wmo中也可以建立类似bsp的pvs数据呢？虽然pvs现在已经开始淘汰，但是如果
存在pvs就可以方便确定哪些group需要立即载入，只是不知被portal分割后的group到底是不是convex
hull，如果是的话可以建立pvs，但对建模时限制更加明显，两难的选择！！！）
7、建模
由于wmo是按照group对场景进行保存，因此为了建立wmo需要设计一个强力的模型构建工具，这个工具
主要功能就是对从建模工具（3DS MAX）中建立的场景模型进行分组和处理。美工在制作模型时需要非常
小心，所有的模型要严格的轴对齐（轴对齐的原因是需要模型的AABB=OBB），然后将模型导入工具中。
模型构建工具有以下功能：分组（group）功能、group选择、group显示/隐藏、指定portal，portal对
齐（考虑门、窗户这样天然的portal，手动指定portal时肯定无法与外表墙壁对齐，需要程序自动对齐）
、batch操作（分割、选择、显示/隐藏等）、图元级操作（triangle拣选，用于batch分割）、光照运算
（产生vertex light数据）、放置光源、放置doodad（场景中的道具，如桌子、椅子等）。可能还需要其
他一些功能，但是对比其他引擎的场景建模工具（hammer、sandbox）明显简单化许多。
8、优势及不足
当前处理室内场景的主流技术依然是bsp，但是随着硬件的发展bsp的优势在慢慢地丧失，bsp赖以生存的
预处理PVS现在已经完全被实时的portal culling所取代，bsp优势只剩下对图元排序（用于透明物体的
渲染）和基于brush的快速碰撞检测上，但是对比建模工具的复杂化和场景的限制，采用bsp的开销确实
显得太大。而基于纯portal引擎的结构开始流行，例如cryengine中处理室内场景时就完全抛弃bsp，
场景完全由一块块固定大小的墙壁组成，一块墙壁基本和bsp中brush类似，这样做的好处是建模工具变
的简单（不需要进行CSG运算），而且非常容易的产生portal，同时由于场景使用brush构成也兼具了
bsp方便进行碰撞检测的优势。wmo有些类似cryengine，但是在某些方面更具优势。
首先在建模方面，wmo的场景完全可以通过成熟的建模工具来构建，这样对于美工不需要重新学习新的
建模工具，可以节约大量的时间。其次模型构建工具需要的功能非常少，减少了程序的复杂性，缩短了
编写相关工具的时间。再次，场景管理简单化，相应代码量大幅度减少，同时由于portal的存在，可以方便
的与其他引擎相对接。可以说wmo是一种可以进行快速开发的场景结构。
The wmo是一个非常有趣的设计，wow中比较小的物体使用doodad，而building使用wmo，
这里的building可以是桥梁、了望台、简单的小房子、复杂点的旅馆这样的房屋、非常
复杂的建筑群（例如地下城场景），本文对wmo场景文件进行简单的介绍，关于wmo文件的具
体信息请参考wowmapview的source code，这里非常感谢ufoz所做的贡献。
1、命名规则
wmo保存在以.wmo结尾的文件中，这个文件使用数据块来保存数据。一个wmo通常由一个或多个
group组成，而group数据也保存在以.wmo结尾的文件中，不过文件名称存在不同，例如一个wmo
保存在name.wmo文件中，那么group文件名就为name_001.wmo name_002.wmo......
2、结构
wmo就组织结构来说包含两个层次，group和batch。一个group通常包含多个batch，其中group包含
一个AABB。batch是wmo最小的渲染单元，它保存了顶点索引列表，可以直接调用DP进行渲染。group
内保存一个标志位，可以将group分为indoor/outdoor两类，这一个信息非常重要，通过它wmo就将
building分成了内外两部分，outdoor group就是building的外壳，他通过portal与室内场景连接
在一起。
3、portal
wmo文件中保存了portal信息，在wmo中规定group必须通过portal进行连接，portal由PVS和PRS
两部分组成，PVS记录portal顶点信息，PRS记录portal和group的连接信息，PRS结构如下：
struct WMOPR {
int portal;
int group;
int dir;
};
需要注意的是dir，这个成员只有两个值-1或1，由于portal的顶点信息按照顺时针记录，因此group
位于portal的正面时dir为1，否则为-1，通过dir可以快速确定group到底位于portal的哪一侧。
通过wmo中记录的portal信息可以使用portal culling来检查group的可见性，但是这里还是有一些
难度，主要是指portal的记录方式。由于一个group可能有多个portal，而查找连接的portal只能
通过PRS，这样在大的场景中非常不方便。而且在wmo中竟然没有记录portal的plane信息，如何确定
camera到底是位于portal的正面还是反面呢？（现在wmo文件由于没有完全破解，存在一些wowmapview
未读入的数据块，例如MVER、MOPT、MOVV、MOVB等，其中MVER应该是wmo文件的版本号，MOPT怀疑是保
存所有plane信息，而MOVV可能是保存包围体顶点信息，而MOVB保存包围体信息，MOVV、MOVB应当用于
碰撞检测，这些暂时没有验证）我的做法是在载入时计算portal的plane信息，并将PRS信息转换为类似
Q3 BSP中portal的结构。
struct portal_t {
int othergroup;
int pvs;//pvs index
int dir;
};
struct group_t {
int firstportal;
int numportals;
};
4、碰撞检测
在wmo中并没有使用BSP、OC TREE这样的结构来进行场景管理，可能所有人都感觉非常困惑。
场景管理的功能主要是为了加速渲染和方便碰撞检测，由于存在portal，这样第一个功能已经完成。
而对于碰撞检测，我的想法应当是AABB TREE。仔细观察WOW的场景可以发现在indoor场景中曲面、斜面
这样的几何物体非常少，大多数是规则物体，因此可以判断在wmo中所有的物体都是严格按照轴对齐
方式进行建模，也就是对规则性物体AABB=OBB。由于MOVV和MOVB信息并没有完全研究透彻，因此关于
这一部分只能是我的猜测。
5、渲染
对wmo的渲染由于batch的存在从而变的简单化，但还有可以优化的地方。由于wmo中使用portal将其分割
成group，因此有大量的材质相同的model被分割成不同的batch，在渲染时将材质相同的batch合并到一起
渲染可以避免一些无谓的DP调用。wmo一个令人诟病的地方是使用vertex light，为了减少图元数量从而
使顶点数量降低，造成渲染的时候出现色带效果，应当加入lightmap，由于wmo的场景通常不大，预处理
时做radiosity的时间也不会太长。
6、动态载入
对于只包含几个group的小场景的wmo，由于载入时间不是太长，在动态载入时一次性载入对程序影响
并不会太大。但是对于超大场景的wmo就需要考虑载入策略，这样场景典型的就是wow中的地下城场景，
它一个wmo中包含了几百个group，一次性载入时间非常长，需要分段进行载入。此时就显示出wmo分
文件保存group的优势了，为了实现动态载入wmo场景，一种可能的做法是在载入wmo后需要根据camera
所在的group快速的建立group连接层次图，这个图通过PRS数据建立，建立流程如下：
一、将camera所在group作为当前group，获得所有相连的protal；
二、将protal连接的group保存到第一层列表中，遍历第一层列表中所有的group；
三、获得第一层列表中group的portal，检查portal所连接的group是否保存在第一层列表中，如果没有
将其保存到第二层列表中；
四、重复上述过程，直到整个层次图建立。
这个层次图可以预先建立然后保存到文件中运行时载入，这样wmo就是分层载入而不需要一次性载入。
（这里我考虑是否在wmo中也可以建立类似bsp的pvs数据呢？虽然pvs现在已经开始淘汰，但是如果
存在pvs就可以方便确定哪些group需要立即载入，只是不知被portal分割后的group到底是不是convex
hull，如果是的话可以建立pvs，但对建模时限制更加明显，两难的选择！！！）
7、建模
由于wmo是按照group对场景进行保存，因此为了建立wmo需要设计一个强力的模型构建工具，这个工具
主要功能就是对从建模工具（3DS MAX）中建立的场景模型进行分组和处理。美工在制作模型时需要非常
小心，所有的模型要严格的轴对齐（轴对齐的原因是需要模型的AABB=OBB），然后将模型导入工具中。
模型构建工具有以下功能：分组（group）功能、group选择、group显示/隐藏、指定portal，portal对
齐（考虑门、窗户这样天然的portal，手动指定portal时肯定无法与外表墙壁对齐，需要程序自动对齐）
、batch操作（分割、选择、显示/隐藏等）、图元级操作（triangle拣选，用于batch分割）、光照运算
（产生vertex light数据）、放置光源、放置doodad（场景中的道具，如桌子、椅子等）。可能还需要其
他一些功能，但是对比其他引擎的场景建模工具（hammer、sandbox）明显简单化许多。
8、优势及不足
当前处理室内场景的主流技术依然是bsp，但是随着硬件的发展bsp的优势在慢慢地丧失，bsp赖以生存的
预处理PVS现在已经完全被实时的portal culling所取代，bsp优势只剩下对图元排序（用于透明物体的
渲染）和基于brush的快速碰撞检测上，但是对比建模工具的复杂化和场景的限制，采用bsp的开销确实
显得太大。而基于纯portal引擎的结构开始流行，例如cryengine中处理室内场景时就完全抛弃bsp，
场景完全由一块块固定大小的墙壁组成，一块墙壁基本和bsp中brush类似，这样做的好处是建模工具变
的简单（不需要进行CSG运算），而且非常容易的产生portal，同时由于场景使用brush构成也兼具了
bsp方便进行碰撞检测的优势。wmo有些类似cryengine，但是在某些方面更具优势。
首先在建模方面，wmo的场景完全可以通过成熟的建模工具来构建，这样对于美工不需要重新学习新的
建模工具，可以节约大量的时间。其次模型构建工具需要的功能非常少，减少了程序的复杂性，缩短了
编写相关工具的时间。再次，场景管理简单化，相应代码量大幅度减少，同时由于portal的存在，可以方便
的与其他引擎相对接。可以说wmo是一种可以进行快速开发的场景结构。
