OpenGL ES 入门之旅(4): 探索深度缓冲区和隐藏面消除背后的秘密

OpenGL ES 深度缓冲区与隐藏面消除

在计算机图形学中，深度缓冲区 是一种数据结构，用于存储场景中每个片段的深度值。深度缓冲区对于渲染 3D 场景至关重要，因为它允许我们确定哪些片段应该绘制，哪些片段应该被遮挡。

隐藏面消除 是一种技术，用于确定场景中哪些片段应该绘制，哪些片段应该被遮挡。隐藏面消除有多种方法，最常见的方法是 Z 缓冲算法 。

Z 缓冲算法

Z 缓冲算法通过将场景中每个片段的深度值存储在深度缓冲区中来工作。当绘制一个新的片段时，其深度值会与深度缓冲区中存储的深度值进行比较。如果新片段的深度值较小，则表示它离观察者更近，因此应该绘制。否则，新片段将被遮挡。

Z 缓冲算法是一种非常高效的隐藏面消除技术，并且易于实现。然而，它也有其局限性。其中一个限制是，它可能容易出现 Z 争用 ，其中两个片段具有非常接近的深度值。这可能会导致错误的片段被绘制。

油画算法

另一种隐藏面消除技术称为 油画算法 。油画算法通过按从远到近的顺序绘制场景中的物体来工作。当绘制一个新的物体时，其片段将与深度缓冲区中存储的深度值进行比较。如果新片段的深度值较大，则表示它离观察者更远，因此应该绘制。否则，新片段将被遮挡。

油画算法是一种简单而有效的隐藏面消除技术，但它比 Z 缓冲算法慢。这是因为油画算法需要按从远到近的顺序绘制场景中的物体。

OpenGL 中的深度缓冲区

在 OpenGL ES 中，深度缓冲区是通过 GL_DEPTH_BUFFER_BIT 标志创建的。深度缓冲区的大小和格式可以通过 glDepthFunc()、glClearDepthf() 和 glDepthRangef() 函数进行控制。

以下示例代码展示了如何在 OpenGL ES 中启用深度缓冲区：

glEnable(GL_DEPTH_TEST);
glClearDepthf(1.0f);
glDepthRangef(0.0f, 1.0f);

OpenGL 中的隐藏面消除

在 OpenGL ES 中，隐藏面消除是通过 GL_DEPTH_TEST 标志启用的。GL_DEPTH_TEST 标志告诉 OpenGL ES 按照从远到近的顺序绘制场景中的物体。

以下示例代码展示了如何在 OpenGL ES 中启用隐藏面消除：

glEnable(GL_DEPTH_TEST);

结论

深度缓冲区和隐藏面消除是 3D 渲染中的两个重要概念。深度缓冲区用于存储场景中每个片段的深度值，而隐藏面消除用于确定哪些片段应该绘制，哪些片段应该被遮挡。在 OpenGL ES 中，深度缓冲区可以通过 GL_DEPTH_BUFFER_BIT 标志创建，而隐藏面消除可以通过 GL_DEPTH_TEST 标志启用。