如何在OpenGL中通过纹理映射在3D模型的表面上固定点？

Question

让我们先来看一张图片：

图像中的模型是通过纹理映射创建的。 我想在屏幕上单击鼠标，然后在模型表面放置一个固定点。 而且，随着模型旋转，固定点仍在模型表面上。

我的问题是：

1. 如何在模型表面放置固定点？
2. 如何获得不动点的坐标（x，y，z）？

我的想法如下：

1. 当我在屏幕上单击鼠标时，请使用gluUnproject函数获得两点。 一个点在附近的剪辑平面上，另一个点在远的剪辑平面上。
2. 将两个点连接成一条线。
3. 在步骤2的行上迭代点，然后使用glReadPixels获取迭代点的像素值。 如果值从零跳到非零或从非零跳到零（背景的像素值为零），则找到表面点。

这是我的想法。 但是看来这行不通！！！ 谁能给我一些建议。 谢谢！

Answer 1

图像中的模型是通过纹理映射创建的。

不，这不对。 首先，根本没有模型。 您所拥有的是一个3D体素数据集，然后您具有一个体积栅格化器，可以通过该数据集“拍摄”射线，将它们集成起来，并为每条射线产生颜色和不透明度值。

此过程不是 （!!!）纹理映射。 纹理贴图是当您绘制“实体”图元时，对于每个片段（片段最终变成像素）将确定纹理数据集中的单个位置并对其进行采样。 但是，如您所愿，它具有执行整体光线整合的功能，可以有效地将整个数据集中的许多体素采样到单个像素中。 这是创建颜色不透明度值的完全不同的方法。

我的问题是：

• 如何在模型表面放置固定点？

您不能，因为那里的数据集没有“固定”曲面点。 您必须定义一些分割操作，以决定沿射线的哪个位置构成“这是表面” 。 最简单的方法是使用阈值截止功能。

• 如何获得不动点的坐标（x，y，z）？

最好的选择是修改体积射线广播代码，将其从积分器更改为分段器。 假设您要使用阈值方法。

典型的体积栅格化器的工作方式如下（通常在着色器中实现）：

vec4 output;
for(vec3 pos = start
   ; length(pos - start) <= length(end - start)
   ; pos += voxel_grid_increment ){
      vec4 t = texture3D(voxeldata, pos);
      /* integrate t into output  */
}

积分步骤将纹理体素t的输入颜色和不透明度合并为输出颜色+不透明度。 有几种方法可以做到这一点。

您可以将其更改为着色器，该着色器仅在给定的截止阈值处停止循环并发出该体素的位置：

vec3 output;
for(vec3 pos = start
   ; length(pos - start) <= length(end - start)
   ; pos += voxel_grid_increment ){
      float t = texture3D(voxeldata, pos).r;
      if( t > threshold ){
          output = pos;
          break;
      }
}

这样的结果将是一幅图片，在其像素RGB值中编码确定的体素位置。 使用每通道16位纹理格式（或单精度半精度浮点数），您就具有足够的分辨率来解决典型GPU在3D纹理中可以解决的问题。

您需要使用FBO在屏幕外进行此操作。

另一种可行的方法是使用常规体素射线投射器，并在阈值位置修改特定片段的深度值输出。 这种方法的缺点是深度输出修改会破坏性能，因此，如果帧速率很重要，您就不想这样做。 这种方法的好处是，你那么实际上可以使用glReadPixels的深度缓冲和gluUnProject在那里你moust指针的深度值。

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我的想法如下：

当我在屏幕上单击鼠标时，请使用gluUnproject函数获得两点。 一个点在附近的剪辑平面上，另一个点在远的剪辑平面上。 将两个点连接成一条线。 在步骤2的行上迭代点，然后使用glReadPixels获取迭代点的像素值。 如果值从零跳到非零或从非零跳到零（背景的像素值为零），则找到表面点。

那是行不通的。 出于简单的原因， glReadPixels与您看到的完全相同。 您无法“选择” glReadPixels读取像素的深度，因为图片中没有深度。 glReadPixels只能看到您看到的内容：窗口中显示的平面图像。 您必须遍历体素数据，但是不能事后进行。 您必须实现或修改音量评估器才能提取所需的信息。

Answer 2

我不会在这里写出您所需要的完整实现。此外，您可以在网上搜索并找到有关此主题的大量信息。但是您要寻找的是“ Decals” 。Nvidia还提出了一种技术所谓的“纹理轰炸” 。在简单地说，你画一个平面（或封闭体积）的几何投影的贴花纹理到后援实际过程有点复杂，因为你可以参照现成的例子。