c++ - OpenGL 引用系

Question

最近我一直在尝试渲染大场景，例如行星、太阳系和星系，并且遇到了著名的 float 精度和 z-buffer 精度问题。我使用对数深度缓冲区缓解了 z 缓冲区问题，如 here 所述;但是，我还没有想出如何解决远距离的浮点精度限制。

我发现的一种常见方法是对不同的距离使用不同的引用系，例如 1 单位 = 1 兆米用于太阳系，1 单位 = 1 光年用于银河系，如所述 here和 here .在后一个环节，有一个人特别建议

The idea is that you might model the Earth in metres, and attach it to the solar system, which is modeled in kilometres. The solar system in turn is attached to the milky way, which is modeled in light-years, which is connected to the local cluster, measured in millions of lightyears.

When you go to render the scene, you traverse the hierarchy downwards, and at each level, a 32-bit float has plenty of precision.

我的问题是如何着手实际实现此方法。当我从不同的单位测量转换时，我是否缩放每个对象？如何保持使用不同坐标系渲染的对象之间的相对大小和距离？

Answer 1

好吧，这是一个有趣的问题，答案可能有点令人惊讶。关键的洞察力是意识到空间真的很大，而且大部分是空的。这意味着空间中的不同物体并没有接触，你所要做的就是在天空中看到它们的相对位置……然后作弊!

所以你要做的是，首先按距离对所有物体进行排序，然后在相同的单位数值范围内绘制所有物体，即整个恒星系统是用与行星表面地形相同的数值范围绘制的视点位于。

不用作弊，如果你有某种小型的恒星系统模型、银河系，所有这些东西都叠加在一个艺术装置中，那么整个事情看起来就像这样。一切都会重叠，看起来很奇怪。

这就是“作弊”出现的地方。您将每个比例/距离的大小渲染到一个单独的图层中，然后将它们组合起来，就像 Photoshop 中所谓的“合成”过程中的图层一样。这种方法的主要问题是使引用帧之间的转换正确，这样它就不会弹出。

遵循相同方案的技术是 3D Skyboxes ，本质上，您只是在特定方向上渲染多层 3D 天空盒并将其合成。