我有一个简单的基于摄像头的“现代”OpenGL 3D图形显示，用于渲染相对简单的对象，这些对象是由指定的点、线和曲线（例如，立方体、圆柱体等）。绘制了三条不同颜色的固定长度的线，它们在世界空间的中心彼此相交，以直观地表示XYZ笛卡尔轴。用户可以通过鼠标控制来平移视图、旋转视图以及放大/缩小（通过鼠标滚轮移动）。
如果我尝试对轴的原点进行大量放大，使其能够在视觉上分离位于原点附近的一些非常接近的渲染点（例如，相距0.000001长度单位），则渲染精度会出现问题：
(1)三条轴线开始无法在同一点（原点）相交。两个轴相交，第三个轴线分别与这两条线中的每一条相交，离开原点一小段距离。第三轴的分离量随着观察旋转而略微变化。
与
(2)例如，旨在精确地位于其中一个轴上的点不再如此渲染，而是看起来稍微偏离轴线（点与轴的分离量再次随着观看旋转而变化）。
为了提高准确性，我已经从使用默认的“GLfloat”改为“GLdouble”，并修改了所有与模型几何相关的代码，例如指定顶点位置，距离等。以双精度（即，使用‘dvec 3’而不是默认的‘vec 3’等）。但这并没有什么区别。[注意：唯一继续使用GLfloat而不是GLdouble的项目是为渲染的点或线的颜色指定RGB值]
如何在极端放大到非常小的比例时保持渲染的准确性？
1条答案
按热度按时间mm9b1k5b1#
您必须仅使用两个远离原点的点（如（-1，0，0）和（1，0，0））来渲染直线。
当它们被投影到放大的视口上时（假设以S的比例），它们的浮点坐标变得非常大（S的数量级）。然后，光栅化器需要在将它们渲染到屏幕上时对其进行裁剪，其中视口内的坐标相对较小（<1）。这导致精度损失：由于线的端点不精确（舍入误差ε·S），因此视口内的内插结果将同样不精确（即最大ε·S偏离理论值）。
如果内部使用32位浮点数，我预计光栅化器的精度约为ε = 2−23 ≈ 0.0000001，这与您开始观察效果的尺度一致。请注意，它不受属性精度的影响，而是在光栅化器内部，并且可以在电路中很好地硬连线。
解决办法其实很简单。你所需要做的就是分割你的线，使它们显式地通过原点。即，将其呈现为两个片段：（-1，0，0）至（0，0，0）和（0，0，0）至（1，0，0）。这样，原点将被投影到其精确位置，并且视口外部端点的舍入误差对绘制线的其余部分的影响极小。