python - OpenGL 中的子像素渲染 - 精度问题

Question

我需要为摄影测量应用程序生成几个系列的测试图像。这些应该包含具有非常精确已知位置的简单对象(圆盘、矩形等)。

考虑到白色背景上黑色矩形的 8 位灰度图像，最小可观察位移(插值后)应为 1/256 像素，因为每个像素有 256 种可能的强度级别。

我决定使用 OpenGL(使用 python + pyglet)来渲染此类图像，因为稍后我将不得不渲染更复杂的图像(3d 场景、立体图像对)

不幸的是，我达到的最佳精度约为像素/10，未使用全强度深度。

是否有可能做得更好，理想情况下 - 达到完整的 1/256 像素精度？请问有关于如何做到这一点的提示吗？

示例代码，生成部分磁盘的图像，每帧多移动 0.01 像素

#-*- coding: utf-8 -*-
import pyglet
from pyglet.gl import *
from PIL import Image, ImageGrab

config = pyglet.gl.Config(width = 800, height = 600, sample_buffers=1, samples=16)
window = pyglet.window.Window(config=config, resizable=True) 
window.set_size(800, 600)

printScreenNr = 0

@window.event
def on_draw():
     global printScreenNr
     window.clear()
     glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT );

     glLoadIdentity()
     glEnable(GL_LINE_SMOOTH)
     glHint(GL_LINE_SMOOTH_HINT, GL_NICEST);

     glTranslated(200, 200,0)

     circleQuad = gluNewQuadric()
     glTranslated(200+(printScreenNr*0.01), 0, 0)
     gluPartialDisk(circleQuad, 0, 50, 500, 500, 0, 180)

@window.event
def on_resize(width, height):
    glViewport(0, 0, width, height)
    glMatrixMode(GL_PROJECTION)
    glLoadIdentity()
    glOrtho (0, width, height, 0, 0, 1);
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW)
    return pyglet.event.EVENT_HANDLED

@window.event
def on_text(text):
    global printScreenNr
    if(text == "p"):
        pyglet.image.get_buffer_manager().get_color_buffer().save('photo'+str(printScreenNr)+'.tiff')
        printScreenNr += 1

pyglet.app.run()

(上面的代码使用的是 gluPartialDisk，但我也使用四边形测试了这个问题，结果的准确性没有差异)

Answer 1

一个简单的方法是按一个系数缩放图像。如果将图像缩放 4.0，则 16 个原始像素将合并到一个目标像素中，这在缩放纯黑白图像时会产生 16 种灰度级。

但是有一个问题可能可以解释您的问题。如果你有这个:

  ...#####
  ...#####
  ...#####
  ...#####

(左:白色，右:黑色填充矩形)，然后您有 12 个白色像素和 4 个黑色像素构成一个输出像素。要获得 1 个黑色像素，输入需要是这样的:

  ....####
  ....####
  ....####
  ...#####

看到了吗？尽管黑盒仅将一个像素泄漏到空白区域，但它会泄漏四次。因此，为确保您的亚像素渲染代码有效，您需要查看单个像素或角，而不是边缘。