Qt 3D的研究(九):尝试另外一种边缘检测方法
来源:互联网 发布:尼龙是什么材料 知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/05/01 11:17
Qt 3D的研究(九):尝试另外一种边缘检测方法
三维应用程序,通过FBO,将3D图像渲染成纹理,然后对渲染成的纹理进行图像处理,最终显示在屏幕上的,是风格化后的图案。上一次我使用了一种普通的图像处理方法:索贝尔边缘检测法,与我们的卡通渲染结合起来,实现了这样的效果,接着,我将采用另外一种边缘检测方法——普雷维特(Prewitt)边缘检测方法来重新渲染图案。
蒋彩阳原创文章,首发地址:http://blog.csdn.net/gamesdev/article/details/44405219。欢迎同行前来探讨。
首先让我们看看上一次的截图:
我们看到,本不应该是边缘的机身部分,由于离散的调色,被索贝尔算子边缘检测一算,也被误认为是边缘了,同时,在背景与机身颜色不明显的部分,也由于采用不适当的阈值,不被认为是边缘。所以我想有没有一种方法能够解决这个问题呢?于是我采取了这样的方法:
1、 第一遍的render pass,取的不是卡通着色的颜色图,而是深度图;
2、 将深度图渲染至纹理;
3、 对该纹理进行边缘检测;
4、 与卡通着色的图进行叠加,做成效果图。
如何在GLSL中将片元的深度信息提取出来?这里我参考了前辈的博客,然后写出了这样的GLSL代码:
// Depth.vert#version 100// Qt 3D默认提供的参数attribute vec3 vertexPosition;uniform mat4 modelView;uniform mat4 mvp;void main( void ){ gl_Position = mvp * vec4( vertexPosition, 1.0 );}// Depth.frag#version 110// 自己提供的参数bool inBetween( float v, float min, float max ){ return v > min && v < max;}void main( void ){ float exp = 256.0; gl_FragColor = vec4( vec3( pow( gl_FragCoord.z, exp ) ), 1.0);}
因为gl_FragCoord.z表示的片元深度信息相互之间非常接近,我们需要一个指数乘幂操作将这样的区别放大,这样才能区分不同的深度的值。
紧接着,我们将Prewitt算子替换掉Sobel算子,最终的着色器代码如下:
// Ouput.vert#version 100// Qt 3D默认提供的参数attribute vec4 vertexPosition;uniform mat4 modelMatrix;// 自己提供的参数void main( void ){ gl_Position = modelMatrix * vertexPosition;}// Output.frag#version 100// 自己提供的参数uniform sampler2D colorAttachTex;//uniform sampler2D depthAttachTex;uniform vec2 texSize;uniform float texOffsetX;uniform float texOffsetY;float gray( vec4 color ){ return dot( color.xyz, vec3( 0.299, 0.587, 0.114 ) );}void main( void ){ vec4 texColor[9]; texColor[0] = texture2D( colorAttachTex, gl_FragCoord.xy / texSize + vec2( -texOffsetX, texOffsetY ) ); texColor[1] = texture2D( colorAttachTex, gl_FragCoord.xy / texSize + vec2( 0.0, -texOffsetY ) ); texColor[2] = texture2D( colorAttachTex, gl_FragCoord.xy / texSize + vec2( texOffsetX, texOffsetY ) ); texColor[3] = texture2D( colorAttachTex, gl_FragCoord.xy / texSize + vec2( -texOffsetX, 0 ) ); texColor[4] = texture2D( colorAttachTex, gl_FragCoord.xy / texSize + vec2( 0.0, 0.0 ) ); texColor[5] = texture2D( colorAttachTex, gl_FragCoord.xy / texSize + vec2( texOffsetX, 0 ) ); texColor[6] = texture2D( colorAttachTex, gl_FragCoord.xy / texSize + vec2( -texOffsetX, -texOffsetY ) ); texColor[7] = texture2D( colorAttachTex, gl_FragCoord.xy / texSize + vec2( 0.0, -texOffsetY ) ); texColor[8] = texture2D( colorAttachTex, gl_FragCoord.xy / texSize + vec2( texOffsetX, -texOffsetY ) ); // 普雷维特算子 float prewitt_x[9]; prewitt_x[0] = -1.0; prewitt_x[1] = 0.0; prewitt_x[2] = 1.0; prewitt_x[3] = -1.0; prewitt_x[4] = 0.0; prewitt_x[5] = 1.0; prewitt_x[6] = -1.0; prewitt_x[7] = 0.0; prewitt_x[8] = 1.0; float prewitt_y[9]; prewitt_y[0] = 1.0; prewitt_y[1] = 1.0; prewitt_y[2] = 1.0; prewitt_y[3] = 0.0; prewitt_y[4] = 0.0; prewitt_y[5] = 0.0; prewitt_y[6] = -1.0; prewitt_y[7] = -1.0; prewitt_y[8] = -1.0; // 卷积操作 vec4 edgeX = vec4( 0.0 ); vec4 edgeY = vec4( 0.0 ); for ( int i = 0; i < 9; ++i ) { edgeX += texColor[i] * prewitt_x[i]; edgeY += texColor[i] * prewitt_y[i]; } vec4 edgeColor = sqrt( ( edgeX * edgeX ) + ( edgeY * edgeY ) ); float edgeIntensity = gray( edgeColor ); const float threshold = 0.05; if ( edgeIntensity > threshold ) gl_FragColor = vec4( 0.0, 0.0, 0.0, 1.0 ); else discard;}
由于代码比较长,我已经将其放至github中。有需要同行朋友们,可以从github中获取代码。地址:这里
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