OpenGL的常见问题以及基础的概念知识(持续更新!!!)

1.OpenGL中矩阵的概念,什么是Model,View,Project?

在OpenGL中我们知道的世界矩阵(World Matrix)/视图矩阵(View Matrix)以及投影矩阵(Projection matirx)中

Model:世界矩阵确定一个统一的世界坐标,主要针对模型的平移,旋转,缩放,错切等功能,将模型由局部空间转换为世界空间.

View:视图矩阵就是我们能看到的那部分场景,有摄像机/观察者的位置等信息(设置鼠标移动,滚轮等效果),将所有世界坐标转换为观察坐标.

Projection:投影矩阵就是把三维体的平面投影在二维的平面显示.

2.OpenGL中CPU和GPU之间的调度

GLSL运行在GPU,其通过接口实现和CPU之间的数据转换.

OpenGL程序涉及到两种类型的处理单元**CPU**和**GPU**.

OpenGL主程序有CPU调用运行,图像处理部分通过GLSL交给GPU执行.

CPU和GPU之间的数据传递分三步骤:

1.首先利用内置的OpenGL函数生成一个ID号码

2.根据需要对该ID号码进行内存类型的绑定,绑定完成后GPU中用于接收系统内存中数据的"标识符"就准备好了,

3.对这部分内存进行初始化,初始化的内容来自于系统内存中,这一部分功能利用glBufferData函数完成.数据由提交到GPU专用的内存中之后,需要根据应用场景对数据进行适应的分配,比如有的数据当做顶点,有的作为颜色,有的用于控制光照等等

此外,由于GPU具有高并行结构,所有GPU在处理图形和复杂算法方面计算效率较高.CPU大部分面积为控制器和寄存器,而GPU拥有更多的ALU,逻辑运算单元用于数据处理,而非数据的高速缓存和流控制.

OpenGL中缓冲区的概念

[1] 帧缓冲(frame buffer)：帧缓冲是下面几种缓冲的合集。通过帧缓冲可以将你的场景渲染到一个不同的帧缓冲中，可以使我们能够在场景中创建镜子这样的效果，或者做出一些炫酷的特效，存放显示用的数据的。

[2] 颜色缓冲(color buffer)：存储所有片段的颜色：即视觉输出的效果。

[3] 深度缓冲(depth buffer)：根据缓冲的z值，确定哪些面片被遮挡。由GLFW自动生成。

[4] 模板缓冲(stencil buffer)：与深度测试类似，通过比较模板值和预设值，决定是否丢弃片段。

数据在opengl中处理顺序是： 顶点着色器 - 片段着色器 - 模板测试 - 深度测试

深度测试的概念

1.什么是深度?

所谓深度,就是在坐标系中像素Z坐标距离观察者的距离.

OpenGL会有专门的一块区域进行Z值(每个像素上的Z值)的存放,就是深度缓存.

2.深度缓冲区作用?

一般情况下,我们绘制图形时,后面绘制的覆盖前面的图形,一般绘制的顺序从后向前绘制.所以会产生一个性能问题"遮盖部分",先绘制的会被覆盖,而你观察到的只有最上面的那个模块下面被掩盖的绘制就没有意义!

深度测试就出现来解决遮盖问题

作用:开启深度测试绘制的时候会检查Z值,同一个区域靠近观察者的进行绘制,其他被遮盖的区域不予绘制,与绘制的顺序无关.

3.如何使用深度缓存区测试?

为什么要测试,一旦开启之后,就会先测试深度值绘制

`glEnable(GL_DEPTH_TEST);`

用上述代码开启深度测试默认情况下,Z值小的情况下会被覆盖

如果观察者在Z轴的正方向,Z值大靠近观察者!

如果观察者在Z轴的负方向,Z值小的靠近观察者

如何解决深度值相同(Z值相同),造成的冲突问题?

第一种方法:在第二次绘制相同Z值时,稍微偏移一点点解决遮盖问题

`注意:必须要非常小心确保Z值的间隙,否则就像冰箱贴着的冰箱贴一样会悬浮起来的风险`

第二种方法:采样glPolygonOffset函数,使得可以调节片段的深度值,使得深度值偏移而不会产生悬浮重点内容