opengl - glReadPixels() 如何获取实际深度而不是标准化值？

Question

我正在使用 pyopengl 获取深度图。

我可以使用 glReadPixels() 获得标准化的深度图。如何将归一化值恢复为世界坐标中的实际深度？

我试过使用 glDepthRange()，但它总是执行一些规范化。我可以完全禁用规范化吗？

Answer 1

当您绘制几何体时，您的顶点着色器应该通过 View /投影矩阵将所有内容转换为标准化设备坐标(其中每个分量都在 -1 和 1 之间)。没有办法避免它，超出此范围的所有内容都会被剪裁(或夹紧，如果启用深度夹紧)。然后，将这些设备坐标转换为窗口坐标 - X 和 Y 坐标映射到 glViewport 指定的范围，Z 映射到 glDepthRange 设置的范围。

您不能禁用规范化，因为最终值需要在 0..1 范围内。但您可以应用反向转换:首先，将您的深度值映射回 -1..1 范围(如果您没有使用 glDepthRange，您所要做的就是将它们乘以 2 然后减去1).然后，您需要应用投影矩阵的逆矩阵——您可以通过计算它的逆矩阵来明确地做到这一点，或者通过查看透视矩阵的计算方式来避免矩阵运算。对于一个典型的矩阵，逆变换将是

zNorm = 2 * zBuffer - 1
zView = 2 * near * far / ((far - near) * zNorm - near - far)

(请注意，zView 将为负值，介于 -near 和 -far 之间，因为在 OpenGL 中，您的 Z 轴通常指向相机)。

虽然通常您不只需要深度 - 您需要完整的 3D 点，因此您不妨在归一化坐标中重建矢量，然后应用逆投影/ View 变换。