OpenGL：如何确定 3D（渲染）点是否被其前面的其他 3D（渲染）图元遮挡？

Question

在我的 OpenGL 程序中，我按顺序执行以下操作：

// Drawing filled polyhedrons
// Drawing points using GL_POINTS
// Displaying information for each above point beside it

为了显示点信息（例如点标识符/编号），我使用 gluProject()。我使用 glRasterPos< 在该 2D 窗口位置写入点标识符/strong>() 和 2D 字符渲染代码。

当渲染点被另一个图元遮挡时，由于 OpenGL 管道中发生的自动遮挡测试和深度测试，它会自动不显示。但是，即使它被遮挡，我的点标识符文本也会显示在该点旁边，因为我没有获得此遮挡信息。

如何确定 3D（渲染）点是否被其前面的其他 3D（渲染）图元遮挡？或者是否有更好的方法仅在没有被遮挡时在其旁边显示点信息文本？

注意：我知道需要额外渲染通道的方法。我觉得这些对于我的目的来说是昂贵的。

Answer 1

如果您不愿意使用遮挡查询第二遍，您可以尝试对 Z 缓冲区进行采样以与您的测试点进行比较。

由于您要在某个点旁边添加文本，因此请获取该点的归一化 Z 缓冲区值（例如使用 gluProject），然后将该值与该点的采样 Z 缓冲区值（使用 glReadPixels）进行比较。如果您的点落后（大于）您采样的深度值，则您的点应该被遮挡，并且您可以选择不绘制文本。

这当然要求您在文本之前渲染所有几何图形，但这不应该是问题。

示例代码：

// Assumed to already hold 3D coordinates of point
GLdouble point3DX, point3DY, point3DZ;

// Project 3D point coordinates to 2D
GLdouble point2DX, point2DY, point2DZ;  // 2D coordinates of point
gluProject( point3DX, point3DY, point3DZ,
            mMatrix, pMatrix, vMatrix,      // MVP matrices
            &point2DX, &point2DY, &point2DZ);

// Read depth buffer at 2D coordinates obtained from above
GLfloat bufDepth = 0.0;
glReadPixels(   static_cast<GLint>( point2DX ), static_cast<GLint>( point2DY ),     // Cast 2D coordinates to GLint
                1, 1,                                                               // Reading one pixel
                GL_DEPTH_COMPONENT, GL_FLOAT,
                &bufDepth);

// Compare depth from buffer to 2D coordinate "depth"
GLdouble EPSILON = 0.0001;  // Define your own epsilon
if (fabs(bufDepth - point2DZ) < EPSILON)
    // 3D point is not occluded
else
    // 3D point is occluded by something

Answer 2

在现代硬件上，从 z 缓冲区读取数据可能非常慢。这就是遮挡查询被发明的原因。查找 ARB-occlusion-query 扩展。在您获得结果之前，它会有几帧的延迟，但这不会影响您的性能。

如果遮挡查询由于某种原因不起作用，下一个后备选项是使用 BSP 树（根本不使用 GL）执行软件光线相交世界操作。

Answer 3

除了艾伦的回答之外，您可以通过将光线从相机位置投影到您的点，并确定它是否与您的任何几何体相交，以数学方式测试遮挡。互联网上有很多关于进行光线对象相交测试的参考（例如，参见 Object/对象相交页面）。如果您有大量几何图形，那么您可能希望使用包围体或 BSP 树来加快速度。

作为奖励，您的遮挡代码应该更容易进行单元测试，因为它不依赖于从 OpenGL 中提取值。

Answer 4

Ashwin Nanjappa 的回复非常有帮助。我不是 OpenGL 专家，所以我花了一段时间才找到如何获得 MVP 矩阵。我在这里分享代码来补充他的帖子：

    GLint viewport[4];
    GLdouble modelview[16];
    GLdouble projection[16];
    glGetDoublev( GL_MODELVIEW_MATRIX, modelview );
    glGetDoublev( GL_PROJECTION_MATRIX, projection );
    glGetIntegerv( GL_VIEWPORT, viewport );