在绘制3D场景时，我们所能看到的总是物体的一部分，对于看不到的那部分，实际上是不需要渲染的，全部渲染是很耗费性能的。对于不可⻅的部分，应该及早丢弃，这种做法叫做隐藏⾯消除。

解决方案

1. 油画算法

先绘制场景中的离观察者较远的物体，再绘制较近的物体

举个例子，我们开发时，会遇到视图叠加，如下图

我们正常的做法就是先绘制红色部分，再绘制黄色部分，最后绘制灰色部分，就可以解决隐藏面消除的问题。

弊端

当我们遇到下面相互重叠这种情况的时候，油画算法就不能处理了

2. 正背面剔除

我们平常观察一个物体，无论是 2D 的还是 3D 的，都只能观察到一部分，并不能看到物体的全部。在 OpenGL 中，通过分析顶点数据的顺序，可以做到检查所有正面朝向观察者的面，并渲染它们，背向观察者的那一面就会被丢弃。这样做既能让观察者看到物体的轮廓，又可以提高 OpenGL 在渲染时的性能。

对于观察者来说，能看到的就是正面，看不到的就是背面。那么对于 OpenGL 怎么来判断呢？

• 正面：按照逆时针顶点连接顺序的三⻆形⾯
• 背面：按照顺时针顶点连接顺序的三角形⾯

这里需要提醒下：正⾯和背⾯不是绝对的，是三角形的顶点定义顺序和观察者方向共同决定的。若观察者的观察⽅向发生改变，正⾯和背面也会发生相应的改变。

正背面剔除的代码使用：

//开启表面剔除(默认背面剔除)
glEnable(GL_CULL_FACE);

//关闭表面剔除(默认背面剔除)
glDisable(GL_CULL_FACE);

//选择剔除那个面(正面/背面)
// mode参数为: GL_FRONT, GL_BACK, GL_FRONT_AND_BACK，默认GL_BACK
glCullFace(GLenum mode);

弊端

当出现两个面都是正/反面的时候，这时候 OpenGL 无法区分哪个面在前，哪个面在后，就会出现问题。例如案例中的甜甜圈：

3. 深度测试

3.1深度

就是像素点的 Z 坐标轴距离观察者的距离。如果观察者在 Z 轴的正方向，Z 值越大则越靠近观察者；如果观察者在 Z 轴的负方向，Z 值越小则越靠近观察者

3.2 深度缓冲区（DepthBuffer）

深度缓存区，存储在显存中，专门存储每个像素点距离观察者平面（近裁剪面）的深度值（一对一关联存储）。

3.3 深度测试

深度缓冲区和颜⾊缓存区是对应的。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。OpenGL 进行绘制时，首先会将对应的像素的深度值与深度缓冲区中的深度值进行比较，如果大于深度缓冲区中的值，则会丢弃这一部分，不进行绘制；反之，则会获取像素对应的颜色信息和深度值，分别更新颜色缓冲区和深度缓冲区。

3.4 深度值的计算

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，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，值越大表示远离观察者。

3.5 使用

• 开启深度测试

glEnable(GL_DEPTH_TEST);

• 在绘制场景前，如果使用到了深度缓冲，需要清除深度缓冲。清除深度缓冲区默认值为1.0。

glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

• 指定深度测试判断模式

/**
 GL_ALWAYS  总是通过测试
 GL_NEVER   总是不通过测试
 GL_LESS    在当前深度值 < 存储的深度值时通过
 GL_GREATER 在当前深度值 > 存储的深度值时通过
 GL_EQUAL   在当前深度值 == 存储的深度值时通过
 GL_LEQUAL  在当前深度值 <= 存储的深度值时通过
 GL_GEQUAL  在当前深度值 >= 存储的深度值时通过
 GL_NOTEQUAL在当前深度值 != 存储的深度值时通过
 */
void glDepthFunc(GLEnum mode);

• 深度缓冲区写入开关

//value: GL_TURE,开启深度缓冲区写入; GL_FALSE,关闭深度缓冲区写⼊
void glDepthMask(GLBool value);

4. ZFighting闪烁问题

4.1 原因

由于精度的限制，对于相差非常小的深度值(比如在同一个深度进行2次渲染)，就可能出现不能正确区分两个深度值的问题，导致测试的结果随机出现。所以，显示时2个画⾯交错出现，就会出现闪烁问题。

4.2 解决办法

1. 启用Polygon Offset

增大重叠或深度值接近的2个图形的深度值差距，使得OpenGL可以区分两个深度值。

/**
     GL_POLYGON_OFFSET_FILL   对应的光栅化模式GL_FILL
     GL_POLYGON_OFFSET_LINE   对应的光栅化模式GL_LINE
     GL_POLYGON_OFFSET_POINT  对应的光栅化模式GL_POINT
     */
glEnable(GL_POLYGON_OFFSET_FILL);

2. 指定偏移量

通过 glPolygonOffset 来指定2个参数 factor 和 units。offset为负值，将使得z值距离摄像机更近；⽽正值，将使得z值距离摄像机更远。 一般而言，我们设置factor和units设置为-1.0和-1.0。

//应⽤到⽚段上总偏移计算⽅程式
//Depth Offset = (DZ * factor) + (r * units);
//DZ：深度值(Z值)
//r：使得深度缓冲区产⽣变化的最⼩值，是由具体OpenGL平台指定的⼀个常量
void glPolygonOffset(Glfloat factor, Glfloat units);

3. 关闭Polygon Offset

// 参数和开启的参数相同
glDisable(GL_POLYGON_OFFSET_FILL);

4. ZFighting 预防

• 不要将两个物体靠的太近。
• 尽可能将近裁剪面设置得离观察者远一些。
• 使用更高位数的深度缓冲区。

完整代码见 Github - OpenGL_doughnut