接上面甜甜圈分析问题

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出现这个问题的原因是未开启深度测试
产生的原因当启用了正背面剔除之后，前后都是正面或者背面，OpenGL无法确定哪个图层应该在前，哪个图层应该在后，所以也就出现了图示的情况。

深度测试

深度

深度是指在像素点在3D世界里距离观察者（相机的）距离，如果观察者在Z轴正方向，值越大越靠近观察者，同理，观察者在Z轴负方向值越小，越靠近观察者。

深度缓存区

深度缓存区就是一块显存区域，专门存储每个像素点的深度值,值越大，距离越远。

为什么需要深度缓存

在不使用深度测试的时候,如果我们先绘制一个距离比较近的物体,再绘制距离较远的物体,则距离 远的位图因为后绘制,会把距离近的物体覆盖掉. 有了深度缓冲区后,绘制物体的顺序就不那么重􏰂 要的. 实际上,只要存在深度缓冲区,OpenGL 都会把像素的深度值写入到缓冲区中. 除非调用 glDepthMask(GL_FALSE)来禁⽌写入.
开启深度测试

 glEnable(GL_DEPTH_TEST);

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开启深度之前需要在main函数中，申请深度缓存区

    glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA | GLUT_DEPTH | GLUT_STENCIL);

其他GLUT_DEPTH 是深度缓存区，另外也需要在RenderScene函数中清除

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_STENCIL_BUFFER_BIT);

关闭深度测试

    glDisable(GL_DEPTH_TEST);

深度缓存原理

深度缓冲区(DepthBuffer)和颜色缓存区(ColorBuffer)是对应的.颜色缓存区存储像素的颜色信 息,⽽深度缓冲区存储像素的深度信息. 在决定是否绘制一个物体表面时, 首先要将表⾯面对应的像 素的深度值与当前深度缓冲区中的值进⾏行行⽐比较. 如果⼤大于深度缓冲区中的值,则丢弃这部分.否则 利利⽤用这个像素对应的深度值和颜⾊色值.分别更更新深度缓冲区和颜⾊色缓存区. 这个过程称为”深度测 试”

深度测试规则修改

我们可以通过下面函数修改

void glDepthFunc(GLenum func)

func参数如下，供我们参考

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深度值计算

深度值一般由16位，24位或者32位值表示，通常是24位。位数越高的话，深度的精确度越 好。深度值的范围在[0,1]之间，值越小表示越靠近观察者，值越⼤大表示远离观察者。
深度缓冲主要是通过计算深度值来比较⼤小，在深度缓冲区中包含深度值介于0.0和1.0之间， 从观察者看到其内容与场景中的所有对象的 z 值进行比较。这些视图空间中的 z 值可以在投 影平头截体的近平面和远平面之间的任何值。我们因此需要一些⽅方法来转换这些视图空间 z 值 到 [0，1] 的范围内,下面的 (线性) 方程把 z 值转换为 0.0 和 1.0 之间的值 :

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Z-Fighting闪烁问题

为什么会出现Z-Fighting闪烁问题呢

开启深度测试之后，我们先前遇到的隐藏面消除，正背面剔除，深度测试都得到了解决。但是由于深度值精度的限制，对于相差非常小的深度值来说，OpenGL可能会出现无法正确判断深度值的情况，从而导致测试结果随机出现，造成了画面交替显示，产生闪烁的问题。这就是Z-Fighting闪烁问题。如下图

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这个问题的出现是因为精度不高造成的，我们解决方法就是让相邻像素点出现较大的差别，我们引入了多边形偏移（ Polygon Offset）

多边形偏移

多边形偏移的基本原理就是，在深度测试之前，增大重叠或者深度值极为接近的两个图形的深度值间隔。

//启用多边形偏移
glEnable(GL_POLYGON_OFFSET_FILL);

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指定偏移量

指定偏移量的时候，需要2个参数，分别是factor , units。使用下述方法来设置。

void glPolygonOffset(GLFloat factor,GLFloat units)

对于factor和units来说，一般情况下都设置为-1.0即可
在计算偏移量的时候，遵循的是一个总偏移计算方程式，如下
Offset = ( m * factor ) + ( r * units);
m:多边形的深度的斜率的最⼤值,理解⼀个多边形越是与近裁剪⾯平⾏,m 就越接近于0
r : 能产⽣于窗⼝坐标系的深度值中可分辨的差异最⼩值.r 是由具体是由具体OpenGL 平台指定的 ⼀个常量.
我们计算出的Offset，
当Offset的结果小于0的时候，将使z值距离观察者更近;
当Offset的结果大于0的时候，将使z值距离观察者更远;

ZFighting闪烁问题预防

1.不不要将两个物体靠的太近，避免渲染时三⻆角形叠在⼀一起。这种⽅方式要求对场景中物体插⼊入⼀一个少量量的 偏移，那么就可能避免ZFighting现象。例例如上⾯面的⽴立⽅方体和平⾯面问题中，将平⾯面下移0.001f就可以解 决这个问题。当然⼿手动去插⼊入这个⼩小的偏移是要付出代价的。
2.尽可能将近裁剪面设置得离观察者远一些。上面我们看到，在近裁剪平面附近，深度的精确度是很高 的，因此尽可能让近裁剪面远⼀一些的话，会使整个裁剪范围内的精确度变高⼀一些。但是这种方式会使 离观察者较近的物体被裁减掉，因此需要调试好裁剪⾯面参数。
3.使用更高位数的深度缓冲区，通常使用的深度缓冲区是24位的，现在有一些硬件使用32位的缓冲 区，使精确度得到提高

裁剪

在OpenGL 中提高渲染的一种⽅方式.只刷新屏幕上发生变化的部分.OpenGL 允许将要进行渲染的窗口只 去指定一个裁剪框.
基本原理:用于渲染时限制绘制区域，通过此技术可以再屏幕(帧缓冲)指定一个矩形区域。启⽤剪裁 测试之后，不在此矩形区域内的片元被丢弃，只有在此矩形区域内的片元才有可能进⼊入帧缓冲。因此实 际达到的效果就是在屏幕上开辟了一个小窗口，可以再其中进⾏指定内容的绘制。

开启裁剪测试

    glEnable(GL_SCISSOR_TEST);

关闭裁剪测试

    glDisable(GL_SCISSOR_TEST);

指定裁剪窗口

    glScissor(GLint x, GLint y,GLsizei width, GLsizei height)

x,y:指定裁剪框左下角位置;
width , height:指定裁剪尺⼨

窗口 视口 裁剪区域

• 窗⼝口: 就是显示界面
• 视⼝口: 就是窗口中⽤来显示图形的一块矩形区域，它可以和窗口等大，也可以⽐窗口⼤或者小。只有绘制在视口区域中的图形才能被显示，如果图形有一部分超出了视口区域，那么那一部分是看不到的。 通过glViewport()函数设置。
•裁剪区域(平行投影):就是视口矩形区域的最小最大x坐标(left,right)和最小最大y坐标 (bottom,top)，⽽不是窗口的最小最大x坐标和y坐标。通过glOrtho()函数设置，这个函数还需指定最近 最远z坐标，形成一个立体的裁剪区域。