OpenGL：深度计算是不连续的

Question

我正在OpenGL中构建一个LIDAR模拟器。这意味着片段着色器返回光矢量的长度（距离）代替其中一个颜色通道，通过到远平面的距离进行归一化（因此它将在0和1之间）。换句话说，我用红色表示光强度，用蓝色表示距离;我将绿色设置为0. Alpha未使用，但我将其保持为1。

这是我的测试对象，恰好是一块石头：

然后我将像素数据写入文件并将其加载到点云可视化器（每像素一个点） - 基本上是默认值。当我这样做时，很明显我的所有点都位于不同的平面中，每个点位于不同的深度：

我尝试在R中绘制相同的数据。它最初没有显示默认直方图，因为平面的密度非常高。但当我将休息时间设置为60左右时，我明白了：

我已经尝试缩小近处和远处飞机之间的距离，以防它出现精确问题。首先我做了1-1000，现在我在1-500。它可能减少了飞机之间的距离，但我无法分辨，因为这意味着相机必须更靠近物体。

有什么我想念的吗？这是否与我禁用抗锯齿的事实有关？ （抗锯齿导致更糟糕的周期性伪像，但在相机和对象之间反而出现。我禁用了线条平滑，多边形平滑和多重采样，并且处理了这个特定问题。）

修改

这是执行距离计算的两个地方：

• vertex shader计算ec_pos，即顶点相对于相机的位置。
• fragment shader从light_dir0计算ec_pos和相机位置，并用它来计算距离。

是因为我在顶点着色器中计算ec_pos吗？如何在片段着色器中计算ec_pos呢？

Answer 1

我可以想到几个可能的问题。

（1）你的深度精度。远平面对分辨率的影响很小;近平面是重要的。请参阅Learning to Love your Z-Buffer。

（2）根据您提供的内容，更可能的解释是像素数据的转换/保存。着色器输出浮点值，但这些值存储在帧缓冲区中，每个通道通常只有8位。对于颜色，这意味着你的浮点数将被映射到底层的8位（固定宽度，整数）表示，因此只有256个值。

如果你想输出像素数据作为它们的真实浮点数，你应该制作一个32位浮点RGBA FBO（例如GL_RGBA32F或类似的东西）。这将存储实际浮动。然后，当您的数据来自GPU时，它将返回原始着色器值。

如果您没有方便的FBO实现，我想您可以在float中对vec4中的单个{{1}}进行一些乘法编码。