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体积渲染

体素对象的渲染。

“体积渲染”演示了如何使用 QCustom3DVolume 来显示体积数据。

包含水域和陆地层的3D地形体积渲染

运行示例

您可以通过以下方式运行示例：

初始化体积项

QCustom3DVolume 控件是特殊的自定义控件（参见 QCustom3DItem），可用于显示体积数据。体积控件仅支持正交投影，因此请先确保图表使用的是正交投影：

m_graph->setOrthoProjection(true);

创建一个与坐标轴数据范围绑定的体积控件：

m_volumeItem = new QCustom3DVolume;
// Adjust water level to zero with a minor tweak to y-coordinate position and scaling
m_volumeItem->setScaling(
            QVector3D(m_graph->axisX()->max() - m_graph->axisX()->min(),
                      (m_graph->axisY()->max() - m_graph->axisY()->min()) * 0.91f,
                      m_graph->axisZ()->max() - m_graph->axisZ()->min()));
m_volumeItem->setPosition(
            QVector3D((m_graph->axisX()->max() + m_graph->axisX()->min()) / 2.0f,
                      -0.045f * (m_graph->axisY()->max() - m_graph->axisY()->min()) +
                      (m_graph->axisY()->max() + m_graph->axisY()->min()) / 2.0f,
                      (m_graph->axisZ()->max() + m_graph->axisZ()->min()) / 2.0f));
m_volumeItem->setScalingAbsolute(false);

通过将QCustom3DItem::scalingAbsolute 属性设置为false ，指定体积的缩放应随数据范围的变化而变化。接下来，定义体积的内部内容：

m_volumeItem->setTextureWidth(lowDetailSize);
m_volumeItem->setTextureHeight(lowDetailSize / 2);
m_volumeItem->setTextureDepth(lowDetailSize);
m_volumeItem->setTextureFormat(QImage::Format_Indexed8);
m_volumeItem->setTextureData(new QList<uchar>(*m_lowDetailData));

纹理请使用 8 位索引色彩，因为这种格式体积小，且便于调整颜色而无需重置整个纹理。纹理数据请使用之前基于高度图生成的数据。通常，体积项的数据是以图像堆栈的形式预先生成的，因此可以跳过数据生成的详细步骤。 有关实际数据生成过程的更多信息，请参阅示例代码。

由于使用了 8 位索引颜色，因此需要一个颜色表来将 8 位颜色索引映射到实际颜色。在典型用例中，应从源图像中获取颜色表，而不是手动定义一个：

m_volumeItem->setColorTable(m_colorTable1);

若要启用在体积周围显示切片边框的功能，请初始化其属性。初始时，这些边框将被隐藏：

m_volumeItem->setSliceFrameGaps(QVector3D(0.01f, 0.02f, 0.01f));
m_volumeItem->setSliceFrameThicknesses(QVector3D(0.0025f, 0.005f, 0.0025f));
m_volumeItem->setSliceFrameWidths(QVector3D(0.0025f, 0.005f, 0.0025f));
m_volumeItem->setDrawSliceFrames(false);

最后，将该体积作为自定义项添加到图形中以进行显示：

m_graph->addCustomItem(m_volumeItem);

对体素图进行切片

除非体积大部分是透明的，否则您只能看到其表面，这通常帮助不大。 检查体积内部结构的一种方法是查看其切片。QCustom3DVolume 提供了两种显示切片的方式。第一种是将选定的切片替换体积显示。例如，要指定一个垂直于 X 轴的切片，请使用以下方法：

m_volumeItem->setSliceIndexX(m_sliceIndexX);

要显示上述指定的切片，还必须设置QCustom3DVolume::drawSlices 属性：

m_volumeItem->setDrawSlices(true);

查看切片的第二种方法是使用 `QCustom3DVolume::renderSlice()` 方法，该方法会根据指定的切片生成一个 `QImage `。然后，该图像可以在另一个小部件（例如 `QLabel`）上显示：

m_sliceLabelX->setPixmap(
            QPixmap::fromImage(m_volumeItem->renderSlice(Qt::XAxis, m_sliceIndexX)));

调整体积透明度

有时，仅查看切片无法让你充分理解体积的内部结构。QCustom3DVolume 提供了两个属性，可用于调整体积的透明度：

m_volumeItem->setAlphaMultiplier(mult);
    ...
m_volumeItem->setPreserveOpacity(enabled);

QCustom3DVolume::alphaMultiplier 是一个通用乘数，应用于体积中每个体素的 alpha 值。它允许对体积中原本已具有一定透明度的部分添加均匀的透明度，从而显露出内部的不透明细节。除非将QCustom3DVolume::preserveOpacity 属性设置为false ，否则该乘数不会影响完全不透明的颜色。

调整体积透明度的另一种方法是直接调整体素的 alpha 值。对于 8 位索引纹理，只需修改并重置颜色表即可：

int newAlpha = enabled ? terrainTransparency : 255;
for (int i = aboveWaterGroundColorsMin; i < underWaterGroundColorsMax; i++) {
    QRgb oldColor1 = m_colorTable1.at(i);
    QRgb oldColor2 = m_colorTable2.at(i);
    m_colorTable1[i] = qRgba(qRed(oldColor1), qGreen(oldColor1), qBlue(oldColor1), newAlpha);
    m_colorTable2[i] = qRgba(qRed(oldColor2), qGreen(oldColor2), qBlue(oldColor2), newAlpha);
}
if (m_usingPrimaryTable)
    m_volumeItem->setColorTable(m_colorTable1);
else
    m_volumeItem->setColorTable(m_colorTable2);

高分辨率与低分辨率着色器

默认情况下，体积渲染使用高分辨率着色器。在对体积内容进行光线追踪时，它会按正确的权重处理体积中的每个体素，从而能够精确呈现体积的细微细节。然而，这会消耗大量计算资源，导致帧率下降。 如果渲染速度比体积内容的像素级精度更为重要，可通过将QCustom3DVolume::useHighDefShader 属性设置为false 来启用速度快得多的低分辨率着色器。低分辨率着色器通过在精度上做出妥协来提升速度，因此无法保证体积中的每个体素都会被采样。 这可能会导致体积的精细细节处出现闪烁或其他渲染瑕疵。

m_volumeItem->setUseHighDefShader(enabled);

示例内容

示例项目 @ code.qt.io

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