從內部體積渲染體積

Question

我們已經做了很多工作，試圖在WebGL中批量渲染3D雲字段。 此處概述了我們到目前為止所采用的方法-每條射線的起始位置是體積立方體正面中的當前位置，而終點位置是根據上一遍計算得出的，該遍歷將xyx值編碼為背面質地。

當相機在體積內時，我們如何擴展它的功能？ 我們是否需要即時創建體積較小的多維數據集？ 我們是否可以僅更改着色器以從攝影機（而不是正面）開始行進，然后投影到立方體的背面？

我們真的不確定從哪里開始！

提前致謝

Answer 1

僅渲染一次。

在此過程中，您僅渲染背面。 需要將攝像機的位置從世界坐標轉換為一個坐標系，該坐標系由3個軸及其渲染的體積框的大小構成。 您的目標是創建一個4x4矩陣，其中所有列向量均為vec4（...，0），並且這些向量的x，y，z由帶有體積框長度的x，y，z軸方向定義。 如果框平行於x軸，則該向量為（1,0,0）。 如果將其拉伸到（2,0,0），則它就是它自己的x軸，它將成為矩陣中第0列的列向量。 使用y和z軸的長度進行操作。 矩陣中的最后一列向量是框的位置，為vec4（tx，ty，tz，1），因為此矩陣定義了坐標系，然后使用它將攝像機位置轉換為統一的（0,0,0 ）-（1,1,1）框的音量。

創建該體積框矩陣的逆，然后從右側到invVolMatrix將cam乘以vec4（campos，1）。 將生成的vec3作為UNIFORM發送到着色器。

如您已經做過的那樣，僅渲染在它們各自的volBox角上具有（0,0,0）到（1,1,1）坐標的背面。 現在您在着色器中

1. 統一坎波斯
2. 背面頂點坐標
3. 您知道您的volbox是局部坐標系中的單位立方體，其對角線是（0,0,0）到（1,1,1）

在着色器中執行以下操作：

varying vec3 vLocalUnitTexCoord;   // backface interpolated coordinate
uniform vec3 LOCAL_CAM_POS;        // localised camPos

struct AABB {
    vec3 min; // (0,0,0) 
    vec3 max; // (1,1,1)
};

struct Ray {
    vec3 origin; vec3 dir;
};

float getUnitAABBEntry( in Ray r ) {
   AABB b;
   b.min = vec3( 0 ); 
   b.max = vec3( 1 );

   // compute clipping for box.min and box.max corner
   vec3 rInvDir = vec3( 1.0 ) / r.dir;
   vec3 tMinima = ( b.min - r.origin ) * rInvDir; 
   vec3 tMaxima = ( b.max - r.origin ) * rInvDir;

   // sort for nearest corner
   vec3 tEntries = min( tMinima, tMaxima );

    // find first real entry value of 3 t-distance values in vec3 container
    vec2 tMaxEntryCandidates = max( vec2( tEntries.st ), vec2( tEntries.pp ) ); 
   float tMaxEntry = max( tMaxEntryCandidates.s, tMaxEntryCandidates.t );
}

vec3 getCloserPos( in vec3 camera, in vec3 frontFaceIntersection, in float t ) {
    float useFrontCoord = 0.5 + 0.5 * sign( t );
    vec3 startPos = mix( camera, frontFaceIntersection, useFrontCoord );   
    return startPos;
}

vec4 main(void)
{
    Ray r;
    r.origin = LOCAL_CAM_POS;
    r.dir = normalize( vLocalUnitTexCoord - LOCAL_CAM_POS );

    float t = getUnitAABBEntry( r );
    vec3 frontFaceLocalUnitTexCoord = r.origin + r.dir * t;
    vec3 startPos = getCloserPos( LOCAL_CAM_POS, frontFaceLocalUnitTexCoord, t );

    // loop for integration follows here
    vec3 start = startpos;
    vec3 end = vLocalUnitTexCoord;
    ...for loop..etc...
}

編碼愉快！