Marching Cubes，体素，需要一些建议答案

【问题标题】：Marching Cubes, voxels, need a bit of suggestionsMarching Cubes，体素，需要一些建议
【发布时间】：2012-02-02 17:08:29
【问题描述】：

我正在尝试构建一个适当的可破坏地形，仅用于研究目的。好吧，一切都很顺利，但分辨率还不够让我满意。我看过很多人们如何实现 MC 算法的例子，但其中大部分，据我了解，使用函数对最终网格进行三角剖分，这不是适合我。

我将尝试简要解释一下我是如何构建我的地形的，也许有人你们中的一些人会给我建议如何改进或提高最终地形的分辨率。

我在每个案例（0-255）的 MC 查找表中运行简单循环并计算三角形愤怒：[0,0,0] - [1,1,1]。这里没有问题。

我有地形类，它存储我的体素。一般来说，它看起来像这样：

int size = 32;//Size of each axis.
unsigned char *voxels = new unsigned char[(size * size * size)/8];

因此，每个轴的长度为 32 个单位，但是，我存储每个位的体素信息。意思是如果位打开（1），有东西，应该有东西。

我有几个功能：

TurnOn(x,y,z);
TurnOff(x,y,z);

打开或关闭体素位置。（有助于处理位）。

一旦分配了地形，我就会运行 perlin 噪声，并打开或关闭位。

我的地形类还有一个功能，从 x,y,z 位置提取 Marching Cubes 案例编号 (0-255)：

unsigned char GetCaseNumber(x,y,z);

通过确定该体素的邻居是打开还是关闭。这里没有问题。

我正在循环每个轴，提取案例编号，然后按案例获取预先计算的三角形，转换为 x,y,z 坐标，并绘制这些三角形。这里没有问题。

所以结果如下所示：

但如您所见，在任何单个位置，分辨率都无法与例如以下内容相比：
_{（来源：angelfire.com）}

我在 MC 示例中看到人们正在使用一种叫做“iso values”的东西，我不明白。任何关于如何改进我的工作的建议，或者什么是 iso 值，以及如何在统一网格中实现它都会非常可爱。

【问题讨论】：

分辨率在我看来是一样的，只是样本不像你的那样锁定在网格上。
我认为您的意思是“等距表面”。这个想法是采用一些标量场函数，例如一个球体r(x,y,z) = sqrt(x**2 + y**2 + z**2) 并测试某个阈值以确定该位置是否在定义的阈值之内或之外。在您的 MC 实现中，您将使用 r(x,y,z) > t 的结果而不是体素填充位。

【解决方案1】：

问题是你的体素是一个二进制掩码（只是打开或关闭）。

这对于“默认”行进立方体算法非常有用，但它确实意味着您的网格中会出现锐利的边缘。

平滑示例可能是从平滑标量数据生成的。

想象一下，如果您的数据在 0 和 1.0 之间平稳变化，并且您将阈值设置为 0.5。现在，在检测到给定立方体的配置后，您可以查看生成的所有顶点。

假设您在两个体素之间的边上有一个顶点，一个值为 0.4，另一个值为 0.7。然后，您将顶点移动到在 0.4 和 0.7 之间插值时恰好得到 0.5（阈值）的位置。所以它会更接近 0.4 顶点。

这样，每个顶点都恰好位于插值 iso 曲面上，您将生成更平滑的三角形。

但它确实要求您的输入体素是标量的（并且变化平滑）。如果您的体素是双层的（均为 0 或 1），这将产生与您之前得到的相同的三角形。

另一个想法（不是您问题的答案，但可能有用）：

为了在没有数学正确性的情况下获得更平滑的渲染，计算每个顶点的平均法线向量，并为连接到它的每个三角形使用该法线可能是值得的。这将隐藏锋利的边缘。

【讨论】：