使用正射投影裁剪后的边缘伪影

Question

我成功地在 openGL 中使用 VBO 和 IBO 生成了高度图。该数据的全貌如下图所示。我真正想要展示的只是非黑色的数据。当颜色为黑色时，我将 z 值设为零。

这是我生成索引的代码

void triangle::getIndices(QVector<double> minmaxX_, QVector<double> minmaxY_)
{
    indices.clear();
    int numY = round((minmaxY_[1] - minmaxY_[0]) / minmaxY_[2]) + 1;
    int numX = round((minmaxX_[1] - minmaxX_[0]) / minmaxX_[2]) + 1;
    for (int row=0; row<numY-1; row++) {
        if ((row&1) == 0 ) { // even rows
            for ( int col=0; col<numX; col++ ) {
                indices.append(col + row*numX);
                indices.append(col + (row + 1)*numX);
            }
        }
        else {
            for ( int col=numX-1; col>=0; col-- ) {
                indices.append(col + (row*numX));
                indices.append(col + ((row + 1)*numX));
            }
        }
    }
}

我的着色器代码

const char* const frgshdr_source =
        "uniform const float colorSize;\n"
        "uniform vec3 colorTable[512];"
        "varying float height;\n"
        "uniform float heightSize;\n"
        "uniform float heightMin;\n"
        "void main() {\n"
        "   //vec3 colorTable2[int(colorSize)+1] = colorTable;\n"
        "   float h = (height - heightMin)/heightSize;\n"
        "   if (h < 0.0f || h > 1.0f) {\n"
        "       gl_FragColor = vec4(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);}\n"
        "   else {"
        "       int i = 0;\n"
        "       while (h >= float(i + 1)/colorSize) {\n"
        "           i += 1;}\n"
        "       vec3 base = mix(colorTable[i], colorTable[i+1], colorSize*(h - (float(i)/colorSize)));\n"
        "       gl_FragColor = vec4(base, 1.0f);}\n"
        "}\n";

不幸的是，在我使用我的投影矩阵（正交）裁剪 z 值之后。我仍然在边缘看到一些伪像，如下图所示。

这是我的正交投影矩阵

m_projection.ortho( minX, maxX, minY, maxY, minZ, maxZ);

看起来 openGL 自动重新创建了一些三角形，因此它在边缘（紫线）周围产生了伪影。

有没有什么方法可以让这个边缘伪影消失，或者我需要重新定义我的索引？

预先感谢您的帮助。

Answer 1

那些三角形是从哪里来的？

抱歉让您失望了，但这就是裁剪的工作原理。每个图元（三角形或线）的裁剪过程不会以二进制答案结束（即抛出或保留整个图元）。相反，图元被替换为一个或多个图元，这些图元代表剪裁体积内的原始图元的一部分。所以如果你有一个三角形 ABC:

A---------B
  \       |
    \     |
      \   |
        \ |
          C

A、B、C 的高度分别为 10、-1、-1，然后将其剪裁到高度 = 0，然后 OpenGL 将其替换为这个较小的三角形 Abc:

A---b     B
  \ |
    c


          C

A、b、c的高度分别为10、0、0。

你可以把它想象成通过提高裁剪平面的高度来提高一个假想的水位，OpenGL 会正确地重建对应于该水位的海岸线。

那些小三角形是这种期望行为的结果。

请参阅 wiki 中的 Vertex Post-Processing，或 OpenGL 规范中的原始裁剪章节。

建议的解决方案

如果你想丢弃在高度 <= 0 的顶点处相交的整个边，那么你可以在 VBO 中生成一个跳过这些顶点的几何体，或者如果你不能这样做，因为你的高度图是动态的，然后使用几何着色器仅传递那些完全处于高度 > 0 的图元。

如果您的硬件不支持几何着色器（并且高度图是动态的），那么您唯一的选择就是减少伪像。一种选择是用 GL_LINE_STRIP 而不是 glPolygonMode 画线（就像你现在正在做的那样）。它将避免在边缘生成那些长线，但仍会看到那些在顶点处相遇的短剪裁线段。

原始重启指数

这个和神器无关，不过以后说不定能派上用场。您当前的索引生成代码似乎以来回方式遍历网格。我不知道你为什么这样做，但请记住，你可以按顺序生成所有内容并使用 GL_PRIMITIVE_RESTART 结束一个 GL_TRIANGLE_STRIP（或 GL_LINE_STRIP）并从同一 VBO.

中的不同顶点

Answer 2

正如@ybungalobill 在 his/her 回答中解释的那样，工件是 openGL 行为，很难更改。所以我的解决方案是创建新的程序来创建索引。这是代码

void triangle::getIndices(QVector<double> minmaxX_, QVector<double> minmaxY_)
{
    indices.clear();
    int numY = round((minmaxY_[1] - minmaxY_[0]) / minmaxY_[2]) + 1;
    int numX = round((minmaxX_[1] - minmaxX_[0]) / minmaxX_[2]) + 1;

    for (int row = 0; row < numY - 1; row++) {
        if ((row&1) == 0 ) { // even rows
            for ( int col=0; col<numX; col++ ) {
                if (vertices[row*numX + col][2] != 0 && vertices[(row+1)*numX + col][2] != 0) {
                    indices.append(row*numX + col);
                    indices.append((row + 1)*numX + col);
                }
                else if (vertices[row*numX + col][2] == 0 && vertices[(row+1)*numX + col][2] != 0) {
                    indices.append((row + 1)*numX + col);
                    indices.append((row + 1)*numX + col);
                }
                else if (vertices[row*numX + col][2] != 0 && vertices[(row+1)*numX + col][2] == 0) {
                    indices.append(row*numX + col);
                    indices.append(row*numX + col);
                }
                else {
                    indices.append(-1);
                }
            }
        }
        else {
            for ( int col=0; col<numX; col++ ) {
                if (vertices[row*numX + col][2] != 0 && vertices[(row+1)*numX + col][2] != 0) {
                    indices.append(row*numX + col);
                    indices.append((row + 1)*numX + col);
                }
                else if (vertices[row*numX + col][2] == 0 && vertices[(row+1)*numX + col][2] != 0) {
                    indices.append((row + 1)*numX + col);
                    indices.append((row + 1)*numX + col);
                }
                else if (vertices[row*numX + col][2] != 0 && vertices[(row+1)*numX + col][2] == 0) {
                    indices.append(row*numX + col);
                    indices.append(row*numX + col);
                }
                else {
                    indices.append(-1);
                }
            }
        }
    }

    qDebug() << indices.size();
}

绘制时也放上这段代码

glEnable(GL_PRIMITIVE_RESTART_FIXED_INDEX);
glDrawElements(GL_TRIANGLE_STRIP, indices.size(), GL_UNSIGNED_INT, 0);
glDisable(GL_PRIMITIVE_RESTART_FIXED_INDEX);

使用正射投影裁剪后的边缘伪影

Edge artifacts after clipping using ortho projection

c++

opengl

qt5.6

那些三角形是从哪里来的？

建议的解决方案

原始重启指数