OpenGL隐藏面消除详解

隐藏面消除:在绘制3D场景的时候，我们需要决定哪些部分是对观察者可见的，或者哪些部分是对观察者不可见的，应该及早丢弃。
例如：在一个不透明墙壁后的物体，就不应该渲染。这种情况就叫做隐藏面消除。

上图是用OpenGL画的一个圆环，从正面看起来一切正常，但是的我们移动视角后，就会出现如下图所示的问题

//开启正面剔除
glEnable(GL_CULL_FACE);
//关闭正面剔除
glDisable(GL_CULL_FACE);

还记得上面绘制过的圆环吗？开启正背面剔除后，效果如下图，可以看到正面和背面的立体感都出来了，解决了隐藏面消除的问题，但是在观察圆环侧面的时候，有明细的凹槽效果？这是为什么呢？

上面发生的凹槽效果，就是因为在绘制侧面时，先绘制了离观察者近的这部分，再绘制了距离观察者远的那部分，新绘制的部分会覆盖掉之前绘制的部分，因为没办法确定谁近谁远，所以会造成这种绘制问题。

首先需要了解什么是深度测试？

每个像素点只有一个深度值，在同一个像素点出现新的深度值时，会与之前进行比较，如果新的深度值大，那么离我们更远，应该是是被遮挡。如果新的深度值小，那么离我们更近，我们应该先看到他，这个时候深度缓冲区储存小的深度值，并且颜色缓冲区也将进行对应的更新。比较深度值的这整个过程，就叫深度测试。

使用深度缓冲区，就需要开启深度测试，用如下代码
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
关闭深度测试
glDisable(GL_DEPTH_TEST);

还是上面那个圆环，开启了深度测试后，如下图所示，侧面的凹槽已经没有了，因为有了深度值，它不会去绘制被遮挡的部分，提高了效率，还解决了问题。

其实不然，如下图所示，三个图形在深度值的差异特别小的情况下，深度测试无法判断深度值，会导致无法预测的问题。会造成下面2个画面交替出现的问题，这个问题叫 ZFighting 闪烁问题

那么如何解决ZFighting闪烁问题呢?

启用Polygon Offset(多边形偏移)，在执行深度测试之前，细微的增加深度值，使得两个重叠的图形之间有细微的差异
//开启多边形偏移 glEnable(GL_POLYGON_OFFSET_FILL);
//关闭多边形偏移 glDisable(GL_POLYGON_OFFSET_FILL);
指定偏移量，负值，将使得z值距离我们更近，而正值，将使得z值距离我们更远。

//一般⽽言,只需要将-1.0 和 -1 这样简单赋值给glPolygonOffset 基本可以满⾜需求.
glPolygonOffset(-1,-1);

那么如何预防ZFighting闪烁问题呢？
1.不要将两个物体靠的太近，手动避免三角形渲染的时候叠在一起
2.尽可能将近裁剪面设置的离观察点远一些，因为距离远一些，会使得整个裁剪范围内的精度变高一些。
3.使用更高位数的深度缓存区，一般是24位，有些硬件是32位，能够提升精度。