【OpenGL】六、深度测试和模板测试

深度测试和模板测试

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一、模板测试

模板测试是在深度测试前的，片段着色器处理之后进行。

模板缓冲

模板缓冲区可以为屏幕上的每一个像素点保存一个无符号整数值（通常为8位int 0-255）。

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模板测试函数

渲染过程中，可以用这个值与预先设定好的参考值作（ReferenceValue）比较，根据结果来决定是否更新相应的像素点的颜色值

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glStencilFunc

glStencilFunc(GLenum func, GLint ref, GLuint mask)
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• func：比较函数的选择参数
• ref：模板测试的参考值
• mask：掩码

LearnOpenGL里写的不太详细。通过查询docs.gl可以知道：

GL_LESS：
if ( ref & mask ) < ( stencil & mask )

GL_GREATER
Passes if ( ref & mask ) > ( stencil & mask ).

将ref值和mask值做&运算，结果为R，然后将模板缓冲中的中的值和mask做&运算结果为S，之后在比较测试S和R，比较的方法是用前面设置的func函数

• 简述一下按位与&：全1为1，负责为0

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glStencilOp

描述缓冲区如何更新

glStencilOp(GLenum sfail, GLenum dpfail, GLenum dppass)
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• sfail：模板测试失败时采取的行为。
• dpfail：模板测试通过，但深度测试失败时采取的行为。
• dppass：模板测试和深度测试都通过时采取的行为。

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深度测试到底能干什么？

描边如何使用：

//启用模板测试
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
//如果通过测试，就将模板缓冲中的值设置为指定的ref值。 可以不要
glStencilOp(GL_KEEP, GL_KEEP, GL_REPLACE);  


//清除颜色缓冲和深度缓冲，模板缓冲清除为0
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_STENCIL_BUFFER_BIT); 


//禁止模板缓冲写入
glStencilMask(0x00); // 记得保证我们在绘制地板的时候不会更新模板缓冲
normalShader.use();
//画地板
DrawFloor()  

//全通过：在绘制箱子的地方，将模板缓冲的值设置为1，通过模板测试后就会更新模板值为1。
glStencilFunc(GL_ALWAYS, 1, 0xFF); 
//开启模板写入
glStencilMask(0xFF); 
//画两个方框
DrawTwoContainers();
//GL_NOTEQUAL:( ref & mask ) != ( stencil & mask ).


//开始绘制边框：在模板缓冲值不为1的地方绘制
glStencilFunc(GL_NOTEQUAL, 1, 0xFF);
//禁止模板缓冲写入
glStencilMask(0x00); 
//将深度测试禁用，是为了让边框不被地面所遮挡
glDisable(GL_DEPTH_TEST);
shaderSingleColor.use(); 
DrawTwoScaledUpContainers();
//这里是为了将模板缓冲清零，为下一次渲染做准备。
glStencilMask(0xFF);
glEnable(GL_DEPTH_TEST);  
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可能代码比较难懂：来简述

1. 使用【禁止模板缓冲写入】绘制地板，但不写入模板缓冲，此时地板已经绘制，缓冲区全为0，
2. 使用【开启模板缓冲写入】和【设置通过测试设为1】，此时cube渲染，缓冲区cube区域为1
3. 再次使用【禁止模板缓冲写入】和【在模板缓冲值不为1的地方绘制】，此时再次绘制cube，源码里可以看到此处渲染时 float scale = 1.1f，所以大一点点。
4. 诶嘿，此时对缓冲去内为1的地方的大一点点的为0的地方设置为1开始绘制，即为边界。

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二、深度测试

太多概念LearnOpenGL有，不赘述。
简而言之：判断场景中物体之间前后遮挡关系

Z-Buffer （深度缓冲）和深度值

可以理解为和颜色缓冲区一样的东西，有每个需要渲染的片段，只不过它存储的是深度值。
摘录：

• 模型一开始所在的模型空间：无深度
• 通过M矩阵变换到世界空间，此时模型坐标已经变换到了齐次坐标（x，y，z，w）：深度存在z分量
• 通过V矩阵变换到视察空间（摄像机空间）：深度存在z分量（线性）通过P矩阵变换到裁剪空间：深度缓冲中此空间的z/w中（已经变成了非线性的深度）
• 最后通过一些投影映射变换到屏幕空间

使用非线性主要是远近显示的精度需求不一样，不需要为低精度的花费更多的资源。

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深度测试函数 glDepthFunc

glDepthFunc(GL_LESS);
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这里其实没什么，就是系统的值去如何通过或丢弃一个片段。

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附录：
LearnOpengl
模板和深度测试
glStencilFunc函数