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OpenGL 渲染:正背面剔除,深度测试

OpenGL 渲染:正背面剔除,深度测试

作者: Miraclely | 来源:发表于2020-07-17 19:58 被阅读0次

    画家算法

    针对这个问题,第一个方案是画家算法,由远及近的绘制不同图层,近的图层就可以将圆的图层的隐藏面覆盖掉,就像下图这样


    image.png

    但是画家算法也仅仅只能解决有远近次序的图形,针对无法区分出谁远谁近(例如三个三角形叠加)的情况,油画算法就无法满足需求了

    正背面剔除(Face Culling)

    因此,需要采用正背面剔除方案,这是OpenGL中针对图形绘制的一种技巧,主要用于处理立体图形绘制时,只绘制观察者能看到的部分,看不到的部分就丢弃不绘制,这种做法可以将渲染性能提高50%左右。

    在OpenGL中默认规定了逆时针方向绘制的三角形是正面,当然你可以改为顺时针为正面,但是一般不建议这么操作,主要是由于这个设置不仅仅是作用于你的项目,而是作用于OpenGL全局的。我们习惯OpenGL中默认的即可。
    //用于修改正面的函数
    void glFrontFace(GLenum mode);
    //model有两种:GL_CW(顺时针),GL_CCW(逆时针),
    //OpenGL中的默认值:GL_CCW
    OpenGL内部会通过分析顶点数据的顺序来确认正反面,这个并需要开发者,我们只需将正背面剔除,开启/关闭即可

    正背面剔除技巧主要涉及三个方法

    1.开启正背面剔除
    //开启表面剔除 (默认背面剔除)
    void glEnable(GL_CULL_FACE);
    2.关闭正背面剔除
    //关闭表面剔除(默认背面剔除)
    void glDisable(GL_CULL_FACE);
    3.设置需要剔除的面
    void glCullFace(GLenum mode);
    mode主要有3类
    枚举值说明
    GL_FRONT 剔除正面
    GL_BACK 剔除背面,是默认值
    GL_FRONT_AND_BACK 剔除正背面

    最后
    正背面消除
    需要根据顶点数据顺序判断用户可见部分与隐藏面,隐藏面直接丢弃,不绘制,只绘制可见部分

    深度测试
    可以一次性解决隐藏面消除问题,原理是不管有多少图层,只显示可见图层,剩余不可见的都丢弃

    问题一:使用平面着色器绘制甜甜圈,会出现隐藏面消除吗?

    会出现,由于都是红色,因此没有办法区别谁是正面,谁是背面,所以导致肉眼无法察觉
    问题二:为什么使用默认光源着色器会出现隐藏面消除?

    是因为在默认光源着色器中,在光源无法照射的部分会呈现黑色,被照射部分呈现红色,可以非常直观的通过肉眼看出谁是正面,谁是反面

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