第六部分：VTK进阶（第160章 体绘制采样与空域加速）
文章目录
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- 简介
- 1 空体素剔除与加速结构
- 12 采样步长与梯度估计
- 3 体素分层/八叉树
- 4 重要性采样策略
- 5 质量-性能平衡
- 6 完整 C++ 示例：空体素剔除性能对比
简介
本章介绍空体素剔除、采样步长与梯度估计、体素分层/八叉树、重要性采样策略、质量-性能平衡，并提供一个启用空体素剔除与步长控制的完整 C++ 示例。
1 空体素剔除与加速结构
思路：
- 基于转移函数的“零贡献”体素提前剔除；
- 构建稀疏体/分块体，让光线在空区域快速跳过；
- 结合累计不透明度阈值，提前终止（early ray termination）。
在 VTK 中：
vtkGPUVolumeRayCastMapper支持基于不透明度与采样的早停与自适应步长；- 可通过限制转移函数范围与
ScalarOpacityUnitDistance降低无效采样； - 分块/多分辨率由应用层组织（例如将大体数据切分为多个子块）。
12 采样步长与梯度估计
- 步长过大：细节丢失、边缘振铃；
- 步长过小：渲染时间增加；
- 自适应：近处/边界减小步长，均匀区域增大；
- 梯度估计用于着色与边界增强，需配合预滤波提升稳定性。
3 体素分层/八叉树
分层策略：