一种减少在 OpenGL 中看到 3D 纹理中纹理边缘的方法

我是 OpenGL 新手，我正在尝试使用 python 和 OpenGL 实现基于纹理的体积渲染。 我成功加载数据文件并使用 OpenGL 3d 纹理显示 3D 体积。我应用了深度测试混合。纹理从后向前加载。我添加了一些基本的鼠标回调。到目前为止，一切看起来都很好。当我旋转体积并达到纹理彼此平行的 90 度角时，我开始看到切片的边缘。我知道这是预期的行为，因为没有足够的数据来进行混合。但我想知道是否有办法解决这个问题。 我将代码上传到此链接： https://github.com/ricardoassaad/3d_viewer

数据文件是： https://klacansky.com/open-scivis-datasets/engine/engine_256x256x128_uint8。原始

提前致谢

在 OpenGL 中渲染 3D 纹理时，看到切片边缘（有时称为“切片”伪像）是一个常见问题。这是由于纹理采样在切片之间进行插值的方式造成的，导致在某些视角下出现明显的边界。

以下是一些减少或消除 3D 纹理中纹理边缘可见性的技术：

1. 增加纹理分辨率：

2. 这种方法很简单，但效果有限。使用更高分辨率的纹理可以减少伪影，因为切片之间的差异会更小。但是，这会增加内存消耗并可能影响性能。

3. 线性插值：

4. 确保在纹理采样过程中使用线性插值（ GL_LINEAR ），而不是最近邻插值（ GL_NEAREST ）。线性插值通过对相邻纹素进行平均来平滑纹理样本，从而帮助减少切片伪影。

5. 预过滤纹理：

6. 预过滤的 3D 纹理并在渲染时使用各向异性过滤可以显著减少切片。预过滤涉及在不同mipmap级别和方向上预先计算纹理样本。各向异性过滤允许根据纹理表面相对于屏幕的角度选择最佳 mipmap 级别，从而实现更准确的采样。

   • 在的代码中，似乎已经在使用 glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_3D) ，这是一个良好的开端。尝试使用 glTexParameteri(GL_TEXTURE_3D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR) 启用三线性过滤。
   • 此外，启用各向异性过滤： python GL.glEnable(GL.GL_TEXTURE_LOD_BIAS) GL.glTexParameterf(GL.GL_TEXTURE_2D, GL.GL_TEXTURE_MAX_ANISOTROPY_EXT, 16.0)

7. 体渲染技术：

8. 体渲染是一种更先进的技术，它不依赖于切片纹理。相反，它通过体积投射光线并将贡献沿射线累积来对体积数据进行采样。这可以产生更准确和视觉上吸引人的结果，特别是对于像这样的体积渲染应用程序。

9. 有不同的体渲染技术可用，例如射线投射和体积光线投射。这些技术可能更复杂，但它们可以提供卓越的图像质量并减少切片伪影。

10. 模糊切片边界：

11. 一种不太常见且可能不那么健壮的技术是在将它们渲染到帧缓冲区时稍微模糊切片边界。这可以通过使用后期处理步骤或在着色器中应用模糊内核来完成。这种技术的有效性取决于的特定数据和用例。

对于的特定案例，我建议首先专注于实现预过滤纹理和各向异性过滤。这些步骤相对简单，可以显著改善图像质量。如果伪影仍然存在，可以考虑探索体渲染技术以获得更高级的解决方案。