OpenGL:如何根据相机距离对点进行排序

OpenGL: How do I sort points depending on the camera distance?

本文关键字:排序 距离 相机 何根 OpenGL      更新时间:2023-10-16

我有一个由100.000个球体组成的结构,作为使用OpenGL的点精灵。当我在结构的中心轴上旋转结构时,我遇到了问题。点精灵根据它们的数组按顺序渲染,这意味着,最后一个点精灵与创建的第一个点精灵重叠,而不考虑三维空间中的深度。

如何实时排序和重新排列点精灵的顺序,以始终保持三维透视?我想这个想法是针对粒子读取相机位置,然后对数组进行排序以始终首先显示更近的粒子。是否可以使用着色器进行修复?

这是我的着色器:着色器.碎片

#version 120
uniform sampler2D tex;
varying vec4 inColor;
//uniform vec3 lightDir;
void main (void) {
gl_FragColor = texture2D(tex, gl_TexCoord[0].st) * inColor;
}

着色器顶点

#version 120
// define a few constants here, for faster rendering
attribute float particleRadius;
attribute vec4 myColor;
varying vec4 inColor;
void main(void)
{
vec4 eyeCoord = vec4(gl_ModelViewMatrix * gl_Vertex);
gl_Position = gl_ProjectionMatrix * eyeCoord;
float distance = length(eyeCoord);
float attenuation = 700.0 / distance;
gl_PointSize = particleRadius * attenuation;
//gl_PointSize = 1.0 / distance * SIZE;
//gl_Position = gl_ModelViewProjectionMatrix * gl_Vertex;
gl_FrontColor = gl_Color;
inColor = myColor;
}

绘制方法:

void MyApp::draw(){
//gl::clear( ColorA( 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f ), true );
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_STENCIL_BUFFER_BIT);
// SET MATRICES TO WINDOW
gl::setMatricesWindow( getWindowSize(), false );
gl::setViewport( getWindowBounds() );
gl::enableAlphaBlending();
gl::enable( GL_TEXTURE_2D );
gl::enable(GL_ALPHA_TEST);
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
gl::color( ColorA( 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f ) );
mShader.bind();
// store current OpenGL state
glPushAttrib( GL_POINT_BIT | GL_ENABLE_BIT );
// enable point sprites and initialize it
gl::enable( GL_POINT_SPRITE_ARB );
glPointParameterfARB( GL_POINT_FADE_THRESHOLD_SIZE_ARB, -1.0f );
glPointParameterfARB( GL_POINT_SIZE_MIN_ARB, 0.1f );
glPointParameterfARB( GL_POINT_SIZE_MAX_ARB, 200.0f );
// allow vertex shader to change point size
gl::enable( GL_VERTEX_PROGRAM_POINT_SIZE );
GLint thisColor = mShader.getAttribLocation( "myColor" );
glEnableVertexAttribArray(thisColor);
glVertexAttribPointer(thisColor,4,GL_FLOAT,true,0,theColors);
GLint particleRadiusLocation = mShader.getAttribLocation( "particleRadius" );
glEnableVertexAttribArray(particleRadiusLocation);
glVertexAttribPointer(particleRadiusLocation, 1, GL_FLOAT, true, 0, mRadiuses);
glTexEnvi(GL_POINT_SPRITE, GL_COORD_REPLACE, GL_TRUE);
glEnable(GL_VERTEX_PROGRAM_POINT_SIZE);
glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, mPositions);
mTexture.enableAndBind();
glDrawArrays( GL_POINTS, 0, mNumParticles );
mTexture.unbind();
glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
glDisableVertexAttribArrayARB(thisColor);
glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
glDisableVertexAttribArrayARB(particleRadiusLocation);
// unbind shader
mShader.unbind();
// restore OpenGL state
glPopAttrib();
}

您有两种不同的混合情况void MyApp::draw()

  1. 添加剂 - (src + dst)

    • 订单独立

  2. 阿尔法 - (src * src.a + (dst * (1.0 - src.a))

    • 订单

第一个混合函数不会导致您正在讨论的问题,所以我假设mRoom.isPowerOn() == false并且我们正在处理 alpha 混合。

要解决后一种情况下的顺序依赖问题,您需要将点转换为眼空间并使用其z坐标进行排序。这里的问题是,这不是在 GLSL 中可以轻松解决的问题 - 您需要在顶点着色器运行之前对数据进行排序(因此最直接的方法包括在 CPU 上执行此操作(。基于 GPU 的解决方案是可能的,并且鉴于涉及大量数据点,可能需要实时执行此操作,但您应该从在 CPU 上执行此操作开始,并找出从那里开始

实现排序时,请记住,点精灵始终在屏幕上对齐(眼睛空间中的z值一致(,因此您不必担心相交(点精灵将完全在它重叠的任何其他点精灵的前面、后面或平行(。这使得对它们进行排序比其他类型的几何图形要简单得多,后者可能必须在交叉点处拆分并绘制两次才能正确排序。