3

我目前正在研究光线投射和体素，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工作的；如何将 OpenGL 与光线投射和体素一起使用？光线投射的想法不是为每个像素（或线条，即 Doom 中的线）投射光线，然后绘制结果吗？

4

2 回答 2

5

提到的光线投射器是体素渲染器，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 的光线投射算法还有另一个目的：为屏幕上的每个像素找到地图的第一个平面并在那里绘制颜色。现代 GPU 的光栅化功能已经淘汰了光线投射器的这种使用。

实时可视化体积数据仍然是由特殊硬件完成的任务，通常在医学和测地线成像系统中找到。基本上，这些都是大量的 RAM（几十 GB），用于保存体积 RGBA 数据。然后对于屏幕上的每个像素，都会投射一条光线穿过体积，并将 RGBA 数据集成在该光线上。GPU Voxelrenderer 通过片段着色器执行相同的操作；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并combine取决于数据的类型和您想要可视化的内容。例如，如果您想整合密度（如在 X 射线图像中），combine将是求和操作并最终确定归一化。如果要可视化云，则需要在体素之间进行 alpha 混合。

于 2011-06-26T12:32:59.597 回答
0

体素空间中的光线投射不会使用像素，这将是低效的。

您已经有一个数组来说明哪些空间是空的，哪些空间是体素立方体。

因此，一个快速版本是跟踪一条线，该线检查该线方向上每个体素的空时间，直到它达到一个完整的体素。

这将需要从内存中进行几百次读取操作，并且每次读取操作需要 2-3 次射线矢量乘法。

读取十亿个体素的内存位置大约需要 1 秒，所以几百个会非常快并且总是在一帧内。

光线投射通常使用优化来检测空间中数学公式的小数位置，其中网格顶点基于它的边界框，然后是网格，在体素中，它只是逐步检查整数数组中的一条线，直到你找到一个非空白。

于 2017-02-25T11:40:07.677 回答