同一平面内另一个多边形内的多边形

Question

我的 OpenGL 代码中有一个奇怪的行为。我想在地上画一块地毯。

在下面的代码中，如果 GROUND_SIZE 大于 2071 并且 CARPET_HEIGHT 小于 0.0003，则不会绘制较小的多边形。绘制顺序不会改变生成的图像。

#include <GL/glut.h>

const int GROUND_SIZE = 3000;
const bool GROUND_FIRST = true;
const float CARPET_HEIGHT = 0.0003;

void carpet(){
    glColor3f(1.0,0.0,0.0);
    glBegin(GL_QUADS);
        glNormal3f(0,1,0);
        glVertex3f(-1.0, -1.0, CARPET_HEIGHT);
        glVertex3f( 1.0, -1.0, CARPET_HEIGHT);
        glVertex3f( 1.0,  1.0, CARPET_HEIGHT);
        glVertex3f(-1.0,  1.0, CARPET_HEIGHT);
    glEnd();
}
void ground(){
    glColor3f(0.0,0.7,0.0);
    glBegin(GL_QUADS);
        glNormal3f(0,1,0);
        glVertex3f(-GROUND_SIZE, -GROUND_SIZE, 0);
        glVertex3f( GROUND_SIZE, -GROUND_SIZE, 0);
        glVertex3f( GROUND_SIZE,  GROUND_SIZE, 0);
        glVertex3f(-GROUND_SIZE,  GROUND_SIZE, 0);
    glEnd();
}

void draw(){
    glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_COLOR_BUFFER_BIT);

    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity();

    if (GROUND_FIRST) {
        ground();
        carpet();
    }
    else {
        carpet();
        ground();
    }

    glutSwapBuffers();
}

int main(){

    int argc = 1; char* argv[] = { (char*)"" };
    glutInit(&argc, argv);

    glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA | GLUT_DEPTH | GLUT_DOUBLE);
    glutInitWindowPosition(100, 50);
    glutInitWindowSize(640, 640);
    glutCreateWindow("Window");

    glEnable(GL_BLEND);
    glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);

    glClearColor(0.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);

    glutDisplayFunc(draw);

    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    gluPerspective(45, 1, 0.1, 1000.0);
    gluLookAt(0.0, -5.0, 1.0,    0.0f, 0.0f, 1.0f,    0,0,1);

    glutMainLoop();
    return 0;
}

我想了解 OpenGL 用来决定是否绘制同一平面上另一个多边形内部的多边形的规则。

谢谢

Answer 1

首先，有一些代码错误。

切勿将 gluLookAt 矩阵放入 GL_PROJECTION 矩阵中。这可能会破坏您的照明。 gluLookAt 的矩阵应该是您放入 GL_MODELVIEW 中的第一个矩阵。

将 GL_MODELVIEW 矩阵设为默认矩阵也是一个好主意。也就是说，任何切换到 GL_PROJECTION（或其中一个纹理矩阵）的代码都负责在处理完另一个矩阵后立即切换回 GL_MODELVIEW。

最后，调用 glClearDepth 和 glDepthFunc 始终是一种好的形式。默认值（1.0 和 GL_LESS）正是您想要的，但明确这些事情总是好的。这样，您就不必搜索规范来确保默认值就是您认为的那样。

现在，进入主要问题。

其规则只是深度缓冲区的规则。这既简单又复杂。

首先，两个平面的斜率。虽然它们在世界空间中肯定具有相同的斜率，但它们在投影后空间中不一定具有相同的斜率。这是由于从世界空间转换到后投影空间的各种计算中的浮点错误造成的。

其次，如果它们之间的 Z 差异太小，那么可能发生的情况是它们将获得相同的 Z 值。或者，由于浮点误差，地毯甚至可能具有较小的 Z 值。

我想如果你对视角进行动画处理，你会看到地毯平面突然出现和消失。

您可以做的一件简单的事情就是始终在地平面之后绘制地毯，并使用 GL_LEQUAL 作为 glDepthFunc。由于浮点错误，这可能无法 100% 正常工作。

下一步是使用多边形偏移。其作用是使基元的 Z 值偏置某个固定值。对于本次讨论来说，其工作原理的细节太过技术性（如果您好奇，请查看 OpenGL 规范），但基本思想是您的 carpet 函数应如下所示：

glEnable(GL_POLYGON_OFFSET_FILL); //Activates polygon offsets for filled triangles.
glPolygonOffset(0, 2); //The 2 is just for safety's sake; 1 ought to be enough.
//Draw the carpet
glDisable(GL_POLYGON_OFFSET_FILL); //Turn off polygon offsetting.