体积渲染：与前后合成混淆

Question

例如，GPU Gems the front-to-back compositing equation（对于颜色）是

C' _i =（1 - A' _i-1 ）C _i + C' _i-1

其中C' _i 是输出累积颜色值; ' _i-1 是直到之前体素的累积alpha（不透明度）值; C _i 是当前体素的颜色值;和C' _i-1 是直到前一个体素的累积颜色值。

这个提法给我提出了两个问题：

1. 一旦累积的不透明度达到约1，就会发生前后反复的终止。那么，在达到不透明度限制之前，有什么颜色通道（RGB）会超过最大值？你只是将值夹在0..255之间（例如500,1000,2000将变为255,255,255），或者查看通道之间的比例（例如500,1000,2000将变为64,128,255）。

2. 上一个问题的答案可能就是这个问题。当前体素的颜色输出取决于一个减去累积的不透明度。如果累积不透明度为零且当前体素的不透明度为零，该怎么办？ - 输出是完全不透明的体素，因为（1 - A' _i-1 ）= 1，即使它被认为是透明的体素！？

任何提示都非常赞赏。

Answer 1

1. A和C应在0-1范围内。 （如果你使用无符号字节作为表示，除以255.0，但请注意，对于某些体积渲染应用程序区域，这将使您对小的alpha /低不透明度区域的控制不足以真正令人满意。这些天它通常更容易从一开始就使用浮点数计算）。事实证明，使用您的公式，alpha和颜色值永远不会超出此范围。

2. 光线αA'的序列是A'（i）=（1-A'（i-1））。A（i）+ A'（i-1）（其中A（i） ）是体素alpha），所以如果你的累积光线以A'零开始，并通过一个透明（零A）体素，那么光线现在有A'=（1-0）* 0 + 0，它仍为零正如所料。

Answer 2

A和C应介于0和1之间。使用预乘的alpha;你没有溢出问题。

Answer 3

嗯，让我们相信C和A介于0和1之间。因为可以看到序列C'(i) = [1 - A'_(i+1)]C(i) + C'(i-1)随着i的增长而增长。我认为C不是颜色（RGB或任何型号）。也许这是一些体素的“灰色”。即如果体素前面有许多体素，它应该比顶部体素更灰。

所以我的假设是C_i没有直接描述颜色。它告诉我们一些体素的颜色应该是多少灰色。

原谅我的英语不好，可以随意重新询问是否有不清楚的事情。

BTW：如果你相信我C_0（顶级体素的灰度）应该是1，而A_0应该是0.