Android OpenGL ES 开发教程(24):Depth Buffer

OpenGL ES 中Depth Buffer 保存了像素与观测点之间的距离信息,在绘制3D图形时,将只绘制可见的面而不去绘制隐藏的面,这个过程叫”Hidden surface removal” ,采用的算法为”The depth buffer algorithm”。

一般来说,填充的物体的顺序和其顺序是一致的,而要准确的显示绘制物体在Z轴的前后关系,就需要先绘制距离观测点(ViewPoint)最远的物体,再绘制离观测点较远的物体,最后绘制离观测点最近的物体,因此需要对应所绘制物体进行排序。OpenGL ES 中使用Depth Buffer存放需绘制物体的相对距离。

The depth buffer algorithm 在OpenGL ES 3D绘制的过程中这个算法是自动被采用的,但是了解这个算法有助于理解OpenGL ES 部分API的使用。

这个算法的基本步骤如下:

  1. 将Depth Buffer中的值使用最大值清空整个Depth Buffer,这个最大值缺省为1.0 ,为距离viewPoint 最远的裁剪的距离。最小值为0,表示距离viewPoint 最近的裁剪面的距离。距离大小为相对值而非实际距离,这个值越大表示与Viewpoint之间的距离越大。因此将初值这设为1.0 相当于清空Depth Buffer。
  2. 当OpenGL 栅格化所绘制基本图形(Primitive),将计算该Primitive 与viewpoint 之间的距离,保存在Depth Buffer中。
  3. 然后比较所要绘制的图形的距离和当前Depth Buffer中的值,如果这个距离比Depth Buffer中的值小,表示这个物体离viewPoint 较近,Open GL则更像相应的Color Buffer 并使用这个距离更新Depth Buffer,否则,表示当前要绘制的图形在已绘制的部分物体后面,则无需绘制该图形(删除)。

这个过程也称为”Depth Test” (深度测试)。

下面给出了OpenGL ES中与Depth Buffer相关的几个方法:

  • gl.Clear(GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT) 清空Depth Buffer (赋值为1.0)通常清空Depth Buffer和Color Buffer同时进行。
  • gl.glClearDepthf(float depth) 指定清空Depth Buffer是使用的值,缺省为1.0,通常无需改变这个值,
  • gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST) 打开depth Test
  • gl.glDisable(GL10.GL_DEPTH_TEST) 关闭depth Test