Procedural Grass Generator para Unity

Visão Geral

Este projeto é um gerador procedural de grama otimizado e modular para a Unity Engine. Desenvolvido com foco em performance e renderização de nível comercial (AAA), o sistema utiliza a CPU para calcular vértices e malhas dinamicamente sobre o componente Terrain da Unity. O projeto adota princípios SOLID e código limpo, sendo facilmente escalável e integrável em pipelines modernos de renderização (URP e HDRP).

Funcionalidades Principais

• Geração Baseada em Textura: A grama nasce apenas em áreas pintadas com texturas específicas do terreno.
• Ruído Orgânico (Clumping): Utiliza uma combinação matemática de Perlin Noise e Voronoi Noise para criar agrupamentos naturais, clareiras e caminhos de terra de forma processual.
• Culling Avançado: Implementa Frustum Culling e Distance Culling independentes por Chunk, renderizando apenas o que a câmera consegue ver.
• Malhas Adaptativas: Suporta a divisão dinâmica de malhas (Meshes) em 16-bits ou 32-bits, permitindo aglomerados densos sem quebrar o limite padrão da Unity.
• Sistema de Vento: Passagem de parâmetros de tempo, direção e turbulência via script diretamente para as propriedades do Shader da grama.
• Interação Híbrida: Suporta a deformação física da grama baseada na posição do jogador, utilizando mapas de textura em tempo real (RenderTextures com efeito de Fade) ou uma solução secundária por vetores de raio.
• Geometria Customizável: Permite a construção de múltiplos tipos de lâminas de grama compostas por segmentos ajustáveis via Inspector.

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Como Configurar do Zero

1. Preparação do Projeto e Materiais

1. Certifique-se de estar utilizando um projeto configurado com URP (Universal Render Pipeline) ou HDRP.
2. Crie uma pasta para organizar o sistema (ex: Assets/ProceduralGrass).
3. Importe os scripts C# para a sua pasta de scripts. Aviso: O arquivo TerrainGrassGeneratorEditor.cs deve estar obrigatoriamente dentro de uma subpasta chamada Editor.

2. Configuração do Shader e Material Principal

1. Crie um Shader Graph (Lit ou Unlit, dependendo da necessidade de iluminação) compatível com sua pipeline.
2. Nas configurações do Shader Graph (Graph Inspector), marque a opção Two Sided (Dois Lados) como verdadeira.
3. O Shader deve receber as seguintes propriedades expostas (nomes de referência no Blackboard):
   • _WindParams (Vector4)
   • _WindStrength (Float)
   • _InteractionPos (Vector4)
   • _InteractionRadius (Float)
   • _InteractionMap (Texture2D)
4. O Shader deve ler a cor através do nó Vertex Color e misturar com a cor base ou textura. O canal Alpha do Vertex Color dita a altura da grama e deve ser usado como máscara para o deslocamento do vento.
5. Crie um Material a partir deste Shader e nomeie-o como M_Grass.
6. Crie um material vazio genérico e nomeie-o como M_InteractionFade (ele será usado para operações de Blit interno das texturas de rastro).

3. Configuração do Terreno

1. Adicione um componente Terrain à sua cena (GameObject > 3D Object > Terrain).
2. Adicione Terrain Layers (texturas de chão) ao terreno e pinte-o. Identifique o índice da textura onde deseja que a grama cresça (a primeira textura é o Índice 0).
3. Adicione o componente script Grass Generation Controller ao mesmo objeto que possui o Terrain.

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Guia de Parâmetros do Inspector

1. Configurações Base

• Camadas do Terreno: Lista de índices das texturas do terreno. Defina o 'Layer Index' correspondente à textura de terra/grama e marque 'Can Generate Grass' como verdadeiro.
• Tipos de Lâminas: Define a geometria visual da grama.
  • Forma: Altura, largura e número de segmentos verticais (para curvar com o vento).
  • Aparência: Cores, brilho e suporte a gradiente.
  • Densidade Relativa: Multiplicador de chance de esta lâmina específica nascer em comparação com as outras.

2. Densidade e Posicionamento

• Tamanho do Chunk: Define as dimensões na grade X e Z de cada bloco de renderização (ex: 64x64). Chunks menores aumentam a precisão do Culling, mas geram mais objetos na hierarquia.
• Densidade de Lâminas: Aviso Crítico. Este não é um valor absoluto, mas sim um multiplicador iterativo por metro quadrado. Valores acima de 3 podem causar tempos de geração longos em terrenos extensos.
• Dispersão das Lâminas: O raio de espalhamento aleatório a partir do ponto central calculado para cada lâmina.
• Limite de Vértices/Chunk: Aviso de Performance. Define quando o sistema deve parar de adicionar grama a um bloco. O limite nativo do Unity para malhas de 16-bits é 65.000. Se este valor for maior, o sistema converterá a malha para 32-bits (UInt32) automaticamente.

3. Distribuição e Ruído (Clumping)

• Escala do Perlin Noise: Controla o tamanho de manchas suaves de grama através do terreno geral.
• Escala de Clumping (Voronoi): Controla o ruído de agrupamento. Gera efeitos visuais de "tufos" densos separados por caminhos curtos ou clareiras.
• Corte de Ruído (Threshold): Varia de 0.0 a 1.0. Valores maiores forçam a grama a nascer apenas nas zonas mais intensas do ruído, criando áreas completamente vazias no meio do campo.

4. Culling e Performance

• Distância Máxima: Distância em unidades (metros) entre a câmera e o centro do chunk. Além desta distância, o MeshRenderer do chunk é desativado para economizar processamento.
• Usar Frustum Culling: Se ativo, oculta os chunks que não estão atualmente dentro do cone de visão da câmera (mesmo que estejam perto), poupando carga considerável na placa de vídeo ao girar a visão.

5. Vento e Interação

• Habilitar Vento: Revela os controles de Velocidade, Força, Direção (em graus, 0 a 360) e Turbulência. Estes dados são empacotados e enviados ao Shader a cada frame.
• Habilitar Interação: Ativa o sistema de reação física ao jogador.
  • Transform do Jogador: O objeto que vai amassar a relva.
  • Raio de Interação: Distância de influência ao redor do transform do jogador.
  • Força da Interação: O quanto a grama é dobrada na direção oposta.

6. Materiais

• Material da Grama: Insira o material M_Grass configurado anteriormente.
• Material de Fade: Insira o M_InteractionFade. O sistema utiliza este material intermediário para mesclar (Blit) duas RenderTextures e criar um efeito de memória/rastro onde o jogador pisou.

7. Configurações Avançadas (Engine)

• Alinhamento com Encosta: Interpolação suave (Slerp) entre o vetor vertical absoluto (0) e a normal da inclinação do terreno (1). Útil para evitar que a grama fique completamente deitada em montanhas muito íngremes.
• Escala Mínima / Máxima: Multiplicadores aleatórios aplicados a cada lâmina gerada para quebrar o padrão de repetição da geometria.
• Margem do Frustum (Padding): Expande artificialmente a caixa de colisão virtual do chunk. Resolve o problema da grama piscar nas extremidades da tela devido às distorções laterais causadas pelo deslocamento de vento na placa de vídeo.

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Execução

Após a configuração, basta pressionar o botão Gerar Grama presente no Inspector. O sistema processará os dados do terreno e instanciará os chunks como filhos de um objeto vazio chamado GrassContainer. Para limpar a grama gerada via código, gere novamente, o sistema apagará automaticamente o contêiner antigo.