1. 自动计算导数方法

float calculateLOD(sampler2D tex, vec2 uv) {  
    // 计算纹理坐标的导数  
    vec2 dUVdx = dFdx(uv);  
    vec2 dUVdy = dFdy(uv);  
    
    // 计算纹理大小  
    vec2 textureSize = textureSize(tex, 0);  // 0表示基础mipmap级别  
    
    // 计算LOD  
    float maxDeriv = max(length(dUVdx * textureSize),   
                        length(dUVdy * textureSize));  
    float lod = log2(maxDeriv);  
    
    return lod;  
}

void example() {  
    // 假设有一个1024x1024的纹理  
    vec2 textureSize = vec2(1024, 1024);  
    
    // 情况1：近处的平面  
    vec2 dUVdx_near = vec2(0.001, 0);     // 很小的变化  
    vec2 pixelChange_near = dUVdx_near * textureSize;  
    // = vec2(1.024, 0)  约1个纹理像素  
    float length_near = length(pixelChange_near);  
    // ≈ 1.024  
    
    // 情况2：远处的平面  
    vec2 dUVdx_far = vec2(0.1, 0.1);      // 较大的变化  
    vec2 pixelChange_far = dUVdx_far * textureSize;  
    // = vec2(102.4, 102.4)  约100个纹理像素  
    float length_far = length(pixelChange_far);  
    // ≈ 144.7  
}

一般来说，不需要显示指定lod

2. 基于距离的LOD计算

float calculateDistanceLOD(vec3 worldPos, vec3 cameraPos) {  
    // 基于距离计算LOD  
    float distance = length(worldPos - cameraPos);  
    
    // 定义LOD参数  
    float minDist = 1.0;   // 最小距离  
    float maxDist = 100.0; // 最大距离  
    float maxLOD = 8.0;    // 最大LOD级别  
    
    // 线性映射距离到LOD  
    float lod = clamp(  
        (distance - minDist) / (maxDist - minDist) * maxLOD,  
        0.0,  
        maxLOD  
    );  
    
    return lod;  
}

3. 视角相关的LOD计算

float calculateViewDependentLOD(vec3 normal, vec3 viewDir) {  
    // 基于表面法线和视线方向计算LOD  
    float NdotV = abs(dot(normalize(normal), normalize(viewDir)));  
    
    // 当视线接近掠射角时增加LOD  
    float lodBias = 1.0 - NdotV;  // 0到1的范围  
    float maxLODBias = 4.0;       // 最大LOD偏移  
    
    return lodBias * maxLODBias;  
}

4. 综合LOD计算系统

struct LODParameters {  
    float baseLevel;      // 基础LOD级别  
    float distanceScale;  // 距离影响因子  
    float angleScale;     // 角度影响因子  
    float maxLOD;         // 最大LOD限制  
};  

float calculateComplexLOD(  
    sampler2D tex,  
    vec2 uv,  
    vec3 worldPos,  
    vec3 normal,  
    vec3 viewDir,  
    LODParameters params  
) {  
    // 1. 基于导数的基础LOD  
    float baseLOD = calculateLOD(tex, uv);  
    
    // 2. 距离因子  
    float distanceLOD = calculateDistanceLOD(worldPos, viewDir);  
    
    // 3. 视角因子  
    float viewLOD = calculateViewDependentLOD(normal, viewDir);  
    
    // 组合所有因素  
    float finalLOD = baseLOD +   
                     distanceLOD * params.distanceScale +  
                     viewLOD * params.angleScale;  
                     
    // 限制在有效范围内  
    return clamp(finalLOD, 0.0, params.maxLOD);  
}