關(guān)于OpenGL繪制流程可查看，之前寫的一篇文章，詳細(xì)解讀了各個(gè)繪制步驟

OpenGL繪制流程

本文主要說明在繪制過程中的正背面剔除以及深度測(cè)試效果;

本示例具體代碼演示下載地址

下載示例代碼運(yùn)行，運(yùn)行效果如下圖，能夠正常繪制出甜甜圈的效果，可以偷偷的笑開心下；

甜甜圈

當(dāng)旋轉(zhuǎn)甜甜圈的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)如下圖所示問題，在旋轉(zhuǎn)的過程中，出現(xiàn)了黑色的部分，這個(gè)看起來可不太友好；面對(duì)如此問題該如何解決呢？

旋轉(zhuǎn)甜甜圈

在繪制3D場(chǎng)景的時(shí)候,我們需要決定哪些部分是對(duì)觀察者可?的,或者哪些部分是對(duì)觀察者不可見的.對(duì)于不可見的部分,應(yīng)該及早丟棄.例如在一個(gè)不透明的墻壁后,就不應(yīng)該 渲染.這種情況叫做”隱藏?面消除”(Hidden surface elimination).

解決方案：

油畫算法

油畫畫法

先繪制場(chǎng)景中的離觀察者較遠(yuǎn)的物體,再繪制較近的物體（具體步驟見上圖，先繪制紅色方塊，接著是黃色圓形，接著是灰色長(zhǎng)方形），即可解決隱藏面消除的問題；

油畫畫法弊端

使?油畫算法,只要將場(chǎng)景按照物理距離觀察者的距離遠(yuǎn)近排序,由遠(yuǎn)及近的繪制即可.那么會(huì)出現(xiàn)什么問題??如果個(gè)三?形是疊加的情況,油畫算法將?法處理

疊加三角形

OpenGL提供的解決方案：

正背面剔除（Face Culling）

可以想像下，當(dāng)我們看到一個(gè)3D圖形時(shí)，無論從哪個(gè)方向去觀察，最多可以看到幾個(gè)面？～～～答案是3個(gè)；基于此，那么就沒有必要繪制根本看不到的3個(gè)面，將看不到的3個(gè)面以某種方式丟棄，OpenGL的渲染性能即可提高50%

OpenGL?可以做到檢查所有正面朝向觀察者的面,并渲染它們.從而丟棄背?朝向的面.?這樣可以節(jié)約片元著?器的性能

glEnable(GL_CULL_FACE);//開啟正面剔除

glDisable(GL_CULL_FACE);//關(guān)閉正面剔除

當(dāng)開啟正面剔除后，運(yùn)行demo會(huì)看到如下效果，prefect~

開啟正背面剔除效果

上面提到了正面、背面兩個(gè)概念，那么OpenGL是如何識(shí)別正面背面，以及是否可以自定義哪個(gè)方向是正面哪個(gè)方向是背面呢？

通過分析頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的順序可知

頂點(diǎn)順序

背面:?按照順時(shí)針頂點(diǎn)連接順序的三?形面

正?:?按照逆時(shí)針頂點(diǎn)連接順序的三?形?

立體圖形中的正背面

1、左側(cè)三角形頂點(diǎn)順序?yàn)? 1—> 2—> 3 ;?右側(cè)三角形的頂點(diǎn)順序?yàn)? 1—> 2—> 3 .

2、當(dāng)觀察者在右側(cè)時(shí),則右邊的三?形?向?yàn)槟鏁r(shí)針?向則為正面,而左側(cè)的三?形為順時(shí)針則為背面?

3、當(dāng)觀察者在左側(cè)時(shí),則左邊的三?形為逆時(shí)針?向判定為正面,而右側(cè)的三?角形為順時(shí)針判定為背面.

正面和背面是有三角形的頂點(diǎn)定義順序和觀察者?向共同決定的.隨著觀察者的?度方向的改變,正面背面也會(huì)跟著改變

?戶選擇剔除哪個(gè)面(正面/背面)

void glCullFace(GLenum mode);

mode參數(shù)為: GL_FRONT,GL_BACK,GL_FRONT_AND_BACK ,默認(rèn)GL_BACK

用戶指定繞序那個(gè)為正面

void glFrontFace(GLenum mode);?

mode參數(shù)為: GL_CW,GL_CCW,默認(rèn)值:GL_CCW

例如：剔除正面實(shí)現(xiàn)

glCullFace(GL_BACK);

glFrontFace(GL_CW);?

使用正背面剔除效果后，在旋轉(zhuǎn)的過程中沒有黑色陰影出現(xiàn)，但是當(dāng)旋轉(zhuǎn)到前后重疊的時(shí)候，會(huì)發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)了如下圖所示效果（出現(xiàn)了一個(gè)缺口）？是什么原因?qū)е履兀?/p>

開啟正背面剔除后，當(dāng)旋轉(zhuǎn)到正背面重合時(shí)，出現(xiàn)缺口

在甜甜圈旋轉(zhuǎn)過程中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)到前后兩部分重疊時(shí)，正常情況下應(yīng)該顯示的是離我們近的位置即前面部分，后面部分是隱藏面，但是OpenGL中并不能清除的區(qū)分，兩個(gè)圖層誰顯示在前，誰顯示在后，由此導(dǎo)致甜甜圈產(chǎn)生了缺口

那么如何解決此問題呢？OpenGL給我們提供了哪些方案呢？

在解決問題之前需要了解OpenGL坐標(biāo)體系中的兩個(gè)概念，深度、深度緩存區(qū)

深度

深度其實(shí)就是該像素點(diǎn)在3D世界中距離攝像機(jī)的距離,Z值

深度值一般由16位，24位或者32位值表示，通常是24位。位數(shù)越高的話，深度的精確度越 好。深度值的范圍在[0,1]之間

值越?表示越靠近觀察者

值越大表示遠(yuǎn)離觀察者

深度緩存區(qū)?

深度緩存區(qū),就是一塊內(nèi)存區(qū)域,專門存儲(chǔ)著每個(gè)像素點(diǎn)(繪制在屏幕上的)深度值.存儲(chǔ)在顯存中

深度值(Z值)越?,?則離攝像機(jī)就越遠(yuǎn).

深度值(Z值)越小,?則離攝像機(jī)就越近.

為什么需要深度緩沖區(qū)??在不使用深度測(cè)試的時(shí)候,如果我們先繪制一個(gè)距離?較近的物體,再繪制距離較遠(yuǎn)的物體,則距離遠(yuǎn)的位圖因?yàn)楹罄L制,會(huì)把距離近的物體覆蓋掉.?有了深度緩沖區(qū)后,繪制物體的順序就不那么重要了.?實(shí)際上,只要存在深度緩沖區(qū),OpenGL?都會(huì)把像素的深度值寫?到緩存區(qū)中.?除非調(diào)?用?glDepthMask(GL_FALSE).來禁止寫?.

還記得在渲染的代碼中有一行就是用來專門清除緩存的，包括顏色緩存、深度緩存；因?yàn)槿绻彺鎱^(qū)不清空，之前的數(shù)據(jù)會(huì)有殘留，會(huì)對(duì)目前圖形的繪制造成影響；在不清楚清除哪部分?jǐn)?shù)據(jù)的時(shí)候，可以選擇全部清除，如下

//清空顏色、深度緩存區(qū)

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

在了解了深度以及深度緩存區(qū)之后，在面臨上面缺口問題的時(shí)候，OpenGL提供的解決方案就正式出場(chǎng)啦---深度測(cè)試

深度測(cè)試

glEnable(GL_DEPTH_TEST);//開啟深度測(cè)試

glDisable(GL_DEPTH_TEST);//關(guān)閉深度測(cè)試

開啟深度測(cè)試后，在繪制過程中，像素點(diǎn)新的深度值需要與深度緩存中已經(jīng)存在的深度值作比較，如果新值 > 舊值，則丟棄這部分不繪制，反之，將新的深度值更新至深度緩存區(qū)，由于深度緩存區(qū)與顏色緩存區(qū)是一一對(duì)應(yīng)的，同時(shí)也需要更新該像素點(diǎn)的顏色值到顏色緩存區(qū)，這個(gè)過程就是深度測(cè)試

開啟深度測(cè)試后，看看效果，在旋轉(zhuǎn)過程中，即使前后重疊，也不會(huì)出現(xiàn)缺口的現(xiàn)象，如下圖

開啟深度測(cè)試效果

深度測(cè)試解決的問題：

1、當(dāng)類似甜甜圈旋轉(zhuǎn)時(shí)，前后2個(gè)部分重疊，此時(shí)OpenGL不能清除分辨哪個(gè)圖層在前面，哪個(gè)圖層在后面，則會(huì)出現(xiàn)缺口

2、隱藏面消除，除了使用正背面剔除外，還可使用深度測(cè)試來解決