OpenGL：深度计算不连续

Question

OpenGL：深度计算不连续

4

我正在使用OpenGL构建一款LIDAR模拟器。这意味着片段着色器返回光矢量的长度（距离）代替其中一个颜色通道，通过远平面到距离的归一化来实现（因此它将介于0和1之间）。换句话说，我使用红色指示光强度，蓝色指示距离；并将绿色设置为0。Alpha未使用，但我将其保留为1。

这是我的测试对象，恰好是一块岩石：

enter image description here

然后我将像素数据写入文件并加载到点云可视化器中（每个像素一个点）-基本上是默认设置。这样做之后，很明显我的所有点都位于不同深度的离散平面上：

Point cloud visualization

我尝试在R中绘制相同的数据。由于飞机密度相当高，因此默认直方图一开始不会显示出来。但是当我将断点设置为大约60时，我得到了这个结果：

Density plot of distances (about 60 breaks) .

我尝试缩小近和远平面之间的距离，以防它是精度问题。起初我使用的是1-1000，现在我使用的是1-500。它可能已经减少了平面之间的距离，但我无法确定，因为这意味着相机必须更靠近物体。

我是否漏掉了什么？这是否与我禁用抗锯齿有关？（抗锯齿会导致更严重的周期性伪影，但出现在相机和物体之间。我禁用了线条平滑、多边形平滑和多重采样，解决了这个特定的问题。）

编辑

这是计算距离的两个地方：

顶点着色器计算ec_pos，即相对于摄像机的顶点位置。
片元着色器从ec_pos和相机位置计算出light_dir0并用其计算距离。

是因为我在顶点着色器中计算了ec_pos吗？如何在片元着色器中计算ec_pos？

- Translunar

你尝试过使用浮点深度缓冲区（默认情况下为定点数）吗？通常情况下除了一些特殊应用程序外，这样做并没有太多好处，但是在这种情况下似乎有好处。获取一个可能会有点困难，使用FBO很容易获得，但是如果使用默认的帧缓冲区，则必须查看平台的窗口系统API。我猜这种情况下使用的是CGL或NSOpenGL，因为它在OS X上运行？ - Andon M. Coleman

我也不得不想知道你是如何获取这些距离值的？你是否真正关心的是深度缓冲区中存储的值，还是你计算出来的其中一个颜色分量？颜色缓冲区通常是每个组件8位定点。如果你试图将深度值塞入其中，它会表现出奇怪的事情，因为你已经放弃了至少8位的精度（假设16位深度缓冲区）。 - Andon M. Coleman

@KromStern，您能否澄清一下您的评论？我不明白您在暗示什么。 - Translunar

你是否考虑到蓝色值在0..255范围内是离散的？我很难理解你的精确计算公式，能否请您添加一下？ - Kromster

是的。代码直接链接在上面。 - Translunar

显示剩余4条评论

1个回答

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- imallett · Accepted Answer

我可以想到几个可能的问题。

(1) 精度问题。远平面对分辨率影响很小，近平面很重要。请参见Learning to Love your Z-Buffer。

(2) 根据您提供的信息，更有可能的解释是像素数据的转换/保存。着色器输出浮点值，但这些值存储在帧缓冲区中，通常每个通道只有8位。对于颜色而言，这意味着您的浮点数将映射到底层的8位（固定宽度的整数）表示形式，因此仅具有256个值。

如果您希望将像素数据输出为实际的浮点数，请创建一个32位浮点RGBA FBO（例如使用GL_RGBA32F或类似物）。这将存储实际的浮点数。然后，从GPU返回您的数据时，它将返回原始着色器值。

我想，如果您没有FBO实现，则可以通过一些乘法在vec4中编码单个float。