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ボリューム レンダリング アプリケーション (C# + OpenTK) に取り組んでいます。ボリュームはレイキャスティングを使用してレンダリングされています。このサイトで多くのインスピレーションを見つけました: http://graphicsrunner.blogspot.sk/2009/01/volume-rendering-101.html。私のアプリケーションは OpenGL で動作しますが、 3D テクスチャやその他のものを使用する主なアイデアは同じです。アプリケーションは正常に動作しますが、「ボリュームに流れ込む」(バウンディング ボックス内を意味する) 後、すべてが消えてしまうので、これを防ぎたいと思います。それで、これを行う簡単な方法はありますか？--> ボリューム内を流れたり移動したりできるようになります。

フラグメントシェーダーのコードは次のとおりです。

#version 330

in vec3 EntryPoint;
in vec4 ExitPointCoord;

uniform sampler2D ExitPoints;
uniform sampler3D VolumeTex;
uniform sampler1D TransferFunc;  
uniform float     StepSize;
uniform float     AlphaReduce;
uniform vec2      ScreenSize;
layout (location = 0) out vec4 FragColor;

void main()
{
//gl_FragCoord --> http://www.txutxi.com/?p=182
vec3 exitPoint = texture(ExitPoints, gl_FragCoord.st/ScreenSize).xyz;

//background need no raycasting
if (EntryPoint == exitPoint)
    discard;

vec3 rayDirection = normalize(exitPoint - EntryPoint);
vec4 currentPosition = vec4(EntryPoint, 0.0f);
vec4 colorSum = vec4(.0f,.0f,.0f,.0f);
vec4 color = vec4(0.0f,0.0f,0.0f,0.0f);
vec4 value = vec4(0.0f);

vec3 Step = rayDirection * StepSize;
float stepLength= length(Step);
float LengthSum = 0.0f;
float Length = length(exitPoint - EntryPoint);

for(int i=0; i < 16000; i++)
{
    currentPosition.w = 0.0f;
    value = texture(VolumeTex, currentPosition.xyz);
    color = texture(TransferFunc, value.a);

    //reduce the alpha to have a more transparent result
    color.a *= AlphaReduce;

    //Front to back blending
    color.rgb *= color.a;
    colorSum = (1.0f - colorSum.a) * color + colorSum;

    //accumulate length
    LengthSum += stepLength;

    //break from the loop when alpha gets high enough
    if(colorSum.a >= .95f)
        break;

    //advance the current position
    currentPosition.xyz += Step;

    //break if the ray is outside of the bounding box
    if(LengthSum >= Length)
        break;
}
FragColor = colorSum;
}

以下のコードはhttps://github.com/toolchainX/Volume_Rendering_Using_GLSLに基づいてい ます

Display() 関数:

    public void Display()
    {
        // the color of the vertex in the back face is also the location
        // of the vertex
        // save the back face to the user defined framebuffer bound
        // with a 2D texture named `g_bfTexObj`
        // draw the front face of the box
        // in the rendering process, i.e. the ray marching process
        // loading the volume `g_volTexObj` as well as the `g_bfTexObj`
        // after vertex shader processing we got the color as well as the location of
        // the vertex (in the object coordinates, before transformation).
        // and the vertex assemblied into primitives before entering
        // fragment shader processing stage.
        // in fragment shader processing stage. we got `g_bfTexObj`
        // (correspond to 'VolumeTex' in glsl)and `g_volTexObj`(correspond to 'ExitPoints')
        // as well as the location of primitives.

        // draw the back face of the box
        GL.Enable(EnableCap.DepthTest);

        //"vykreslim" front || back face objemu do framebuffru --> teda do 2D textury s ID bfTexID 
        //(pomocou backface.frag &.vert)
        GL.BindFramebuffer(FramebufferTarget.Framebuffer, frameBufferID);
        GL.Viewport(0, 0, width, height);
        LinkShader(spMain.GetProgramHandle(), bfVertShader.GetShaderHandle(), bfFragShader.GetShaderHandle());
        spMain.UseProgram();
        //cull front face
        Render(CullFaceMode.Front);
        spMain.UseProgram(0);
        //klasicky framebuffer --> "obrazovka"
        GL.BindFramebuffer(FramebufferTarget.Framebuffer, 0);

        GL.Viewport(0, 0, width, height);
        LinkShader(spMain.GetProgramHandle(), rcVertShader.GetShaderHandle(), rcFragShader.GetShaderHandle());
        spMain.UseProgram();
        SetUniforms();
        Render(CullFaceMode.Back);
        spMain.UseProgram(0);

        GL.Disable(EnableCap.DepthTest);
    }

    private void DrawBox(CullFaceMode mode)
    {
        // --> Face culling allows non-visible triangles of closed surfaces to be culled before expensive Rasterization and Fragment Shader operations.
        GL.Enable(EnableCap.CullFace);
        GL.CullFace(mode);
        GL.BindVertexArray(VAO);
        GL.DrawElements(PrimitiveType.Triangles, 36, DrawElementsType.UnsignedInt, 0);
        GL.BindVertexArray(0);
        GL.Disable(EnableCap.CullFace);
        spMain.UseProgram(0);//zapnuty bol v Render() ktora DrawBox zavolala
    }

    private void Render(CullFaceMode mode)
    {
        GL.ClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
        GL.Clear(ClearBufferMask.ColorBufferBit | ClearBufferMask.DepthBufferBit);
        spMain.UseProgram();
        spMain.SetUniform("modelViewMatrix", Current);
        spMain.SetUniform("projectionMatrix", projectionMatrix);
        DrawBox(mode);
    }

問題は (私が思うに) ボリュームに向かって移動しているとき (カメラを動かさず、ボリュームをスケーリングするだけです)、スケール係数が 2.7 を超える場合、ボリューム内にいるということです。最終的な画像がレンダリングされる平面」なので、何も見えません。私が考えることができる解決策 (おそらく) は、次のようなものです: スケール係数 = 2.7 に達した場合:

1.) -> ボリュームをスケーリングしない

2.) -> 何らかの方法でフラグメント シェーダーに EntryPoint を RayDirection の方向に移動するように (おそらくスケール ファクターに基づいて) 指示します。

今、私はこの「方法」を試しましたが、うまくいくようです：

vec3 entryPoint = EntryPoint + some_value * rayDirection;

some_value は [0,1[ 間隔 (または [0,1]?) の間にクランプする必要がありますが、そのおかげで問題ないかもしれません:

if (EntryPoint == exitPoint)
discard;

だから今、おそらく（私の解決策がそれほど悪くない場合）、これに対する私の答えを変更できます：some_valueを計算する方法（フラグメントシェーダーに送信するスケールファクターに基づく）?

if(scale_factor < 2.7something)
    work like before;
else
{
    compute some_value; //(I need help with this part)
    change entry point;
    work like before;
}

(私は英語のネイティブスピーカーではないので、テキストに大きな間違いがあり、何か理解できない場合は、お知らせください。これらのバグを修正します)

ありがとう。

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問題を解決しました。「ボリュームに囲まれている」という錯覚にはなりませんが、今はボリュームの中を流れて何も消えません。これは、フラグメントシェーダーに追加された私のソリューションのコードです:

vec3 entryPoint = vec3(0.0f);

if(scaleCoeff >= 2.7f)
{
    float tmp = min((scaleCoeff - 2.7f) * 0.1f, 1.0f);
    entryPoint = EntryPoint + tmp * (exitPoint - EntryPoint);
}
else
{
    entryPoint = EntryPoint;
}
//

しかし、「ボリュームに囲まれている」効果を生み出すより良い解決策を知っているか、考えられる場合は、教えていただければ幸いです.

ありがとうございました。

于 2016-04-07T14:10:13.723 に答える