OpenGL中的轮廓/剪影渲染

Question

OpenGL中的轮廓/剪影渲染

opengl

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我知道有几种技术可以实现这个效果，但似乎都不够完美。

使用Sobel/Laplace滤波器不能找到所有正确的边缘（并会找到不需要的边缘），速度较慢且无法控制轮廓线的宽度。
目前我采用的方法是先用实心颜色渲染对象的背面，并比实际对象略大。结果看起来不错，但我真的希望我的轮廓线有恒定的宽度。
我已经尝试使用粗线框渲染对象的背面。这样可以得到恒定的轮廓线宽度，但由于线宽被弃用，会产生渲染问题并留下间隙，如果轮廓线突然改变方向（如在立方体上）。因为该技术存在其他问题，我还没有尝试使用第三次渲染通过为每个顶点绘制线框大小的点。

有任何想法吗？

编辑我甚至尝试了使用几何着色器自行查找边缘，如http://prideout.net/blog/?p=54中所述，但它也会出现线框技术中的间隙问题。

编辑通过在绘制轮廓线时禁用GL_DEPTH_TEST，我已经成功消除了线框技术中的渲染伪影。不幸的是，重叠对象上的轮廓线也被消除了...

我的目标是获得类似于《龙之巢穴3》游戏中人物使用的效果。有人知道他们是如何做到的吗？

- cargath

你到底想要什么？我没有看过DS3，所以我不知道...你是想要真正的边缘检测（包括渲染对象内部的边缘），还是只是想要一个物体的外轮廓？我猜你在谈论一个三维物体...但也许我错了，你正在处理二维图像，只是想进行二维后期处理。 - user815129

我正在尝试使用cel / toon着色常用的轮廓勾勒来实现卡通风格。所以我不想要完整的线框模型（这很容易实现），但我也不仅仅想要外部轮廓。请尝试谷歌搜索“cel着色”或“toon着色”。您还可以使用Google图片搜索轻松获取一些《龙之巢穴3》的图片;) - cargath

是的，我也这么认为。看看我的回答，你会得到比编写简单的通用卡通着色器更好的结果（当法线几乎垂直于观察者时，你不会得到所有这些伪影）。 - user815129

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我假设你所说的“龙穴3”是指实时渲染的“龙穴3D”，而不是手工动画全程录制的“龙穴III”（就像最初的“龙穴”和“龙穴II”一样）。在我看来，“龙穴3D”实际上是沿着角色轮廓线和某些预定三角形边缘（背包的荷叶等）绘制单像素宽的线框。看起来他们没有做任何特别花哨的事情，但对于他们的平面阴影卡通外观效果非常好。 - Trevor Powell

是的，我认为你关于名称是正确的 :) 听起来够花哨 - 使用背面剔除方法，我尝试了单像素宽的线条，但在深度缓冲中不可见。如果没有深度缓冲，您可以看到对象背面的线框架。因此，他们必须想办法计算要绘制哪些线条。他们在2002年有几何着色器吗？ - cargath

1个回答

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- user815129 · Accepted Answer

如果你想进行真正的边缘检测，我发现使用卷积LoG（高斯拉普拉斯）5x5内核应用于深度缓冲区并混合渲染对象（可能加上体积抗锯齿）可以得到相当好的结果。在片段着色器中需要进行一些调整，以夹紧混合轮廓线，但结果很好。（顺便说一句，这取决于你真正想要什么）

注意：

1）拉普拉斯滤波和对数滤波是不同的，并且产生不同的结果。

2）如果你将卷积应用于深度缓冲区而不是渲染图像，你将得到完全不同的结果。此外，如果需要控制轮廓线宽度，则可以应用膨胀滤波器，然后进行选择性侵蚀处理，这样就可以得到与用记号笔手绘的草图非常接近的渲染效果，并且你可以对笔尖大小进行精细控制，但代价是多两个步骤。