opengl - 光线转换体素和 OpenGL

Question

我目前正在研究光线转换和体素，这是一个很好的组合。 Sebastian Scholz 的 Voxelrenderer 很好地实现了这一点，但也使用了 OpenGL。我想知道他的公式是如何运作的；如何将 OpenGL 与光线转换和体素一起使用？光线转换的想法不是为每个像素(或 Doom 中的线条)转换光线，然后绘制结果吗？

Answer 1

提到的光线转换器是一种体素渲染器，即一种可视化体积数据的方法，例如存储在 3D 纹理中的不透明度。 Doom 的光线转换算法还有另一个目的:对于屏幕上的每个像素，找到 map 的第一个平面并在那里绘制颜色。现代 GPU 的光栅化能力淘汰了光线转换器的这种使用。

实时可视化体积数据仍然是一项由特殊硬件完成的任务，通常用于医学和测地线成像系统。基本上，这些是保存体积 RGBA 数据的大量 RAM(几十 GB)。然后，对于屏幕上的每个像素，一条光线通过体积转换，并将 RGBA 数据集成在该光线上。 GPU Voxelrenderer 通过片段着色器做同样的事情；伪代码:

vec4f prev_color;
for(i=0; i<STEPS; i++) {
    p = ray_direction * i*STEP_DELTA;
    voxel = texture3D(volumedata, p);
    prev_color = combine(voxel, prev_color);
}
final_color = finalize(prev_color);

finalize 和 combine 取决于数据的种类和您想要可视化的内容。例如，如果您想要整合密度(如在 X 射线图像中)，combine 将是一个求和操作并完成归一化。如果您要想象一朵云，您会在体素之间进行 alpha 混合。