rgl：如何避免透明 3D 椭球体中的莫尔效应？

Question

在我的 heplots 包中，我绘制了假设和误差 3D 椭球来表示多元线性检验。我发现当 H 椭球实际上只是 2D 时，我会得到令人不快的莫尔效应，如下所示。请注意，Error ellipsoid 没有此缺陷。

在此 MWE 中对 heplot3d 的调用指定没有线框，但使用表面的透明阴影。

library(rgl)
library(heplots)
data(penguins, package="palmerpenguins")

peng <- penguins
peng.mod0 <-lm(cbind(bill_length, bill_depth, flipper_length, body_mass) ~ species, data=peng)
heplot3d(peng.mod0, shade=TRUE, shade.alpha=0.2, wire=FALSE, size="effect")

有什么办法可以修改这个函数中的代码来避免这个问题吗？是什么原因造成的？这与表面的法线有什么关系吗？

Answer 1

这里的问题是椭圆体的前表面和后表面是在同一平面上绘制的。 rgl 绘制透明物体的方式依赖于将物体从后向前排序，但它只能近似地做到这一点：例如两个相交三角形的不同部分需要不同的排序。在您的示例中，rgl 尝试对扁平椭圆体的正面和背面进行排序，但数值错误意味着它有点随机化绘图顺序，而且看起来真的很难看。

避免这种情况的最简单方法是在绘制椭圆体的调用中使用 back = "cull"。这样后面就完全不画了，好看多了。

两个椭球相交的地方还是会出现问题；修复它更难。您需要将红色椭圆体分成蓝色椭圆体每一侧的部分，然后分别绘制。可能还需要将红色内部的蓝色部分与外部的部分分开绘制。这些事情现在可以使用 clipMesh3d 功能，但很难做到正确。

编辑添加：

这里更好的解决办法是在绘制透明椭圆体时设置depth_mask = FALSE。（这是另一个material 属性，它默认为TRUE。）解释如下：

“深度遮罩”决定绘制对象是否会阻止后面绘制的对象可见。不透明的对象应该总是用 depth_mask = TRUE 绘制，因为它们应该总是隐藏它们后面的东西。
更难决定对透明对象使用哪种设置。因为它们是在绘制之前排序的，所以深度掩码应该无关紧要，但因为排序只是近似的，所以有时它会有所帮助。在您的情况下，您正在绘制两个完全相同深度的形状，直至舍入误差。对于 depth_mask = TRUE，有时不会绘制第二个，因为舍入误差使它看起来更远。如果你设置 depth_mask = FALSE，两者都会被绘制，并且椭圆看起来更好。并非所有形状都如此，但在这种情况下它有效。
我所做的一些计算建议在 alpha > 0.5 时使用 depth_mask = TRUE，对于较小的 alpha 值使用 depth_mask = FALSE。

rgl：如何避免透明 3D 椭球体中的莫尔效应？

rgl: How to avoid moire effect in transparent 3D ellipsoids?

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