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我正在尝试使用 OpenGL 2.1 渲染场景，但重叠形状的边界很奇怪。我测试了一些 OpenGL 初始化，但没有任何变化。我将问题简化为具有相同结果的 2 个球体的简单测试应用程序。

我尝试了一些关于 Gl_DEPTH_TEST 的事情，启用/禁用平滑但没有成功。

这是我使用 2 gluSphere 的结果：

在此处输入图像描述

当一条线足以分开蓝色和红色的脸时，我们可以看到某种混叠......

我使用SharpGL，但我认为它并不重要（因为我只将它用作 OpenGL 包装器）。这是我最简单的代码来呈现相同的东西（您可以将其复制到表单中进行测试）：

OpenGL gl;
IntPtr hdc;
int cpt;

private void Init()
{
    cpt = 0;
    hdc = this.Handle;

    gl = new OpenGL();
    gl.Create(SharpGL.Version.OpenGLVersion.OpenGL2_1, RenderContextType.NativeWindow, 500, 500, 32, hdc);

    gl.Enable(OpenGL.GL_DEPTH_TEST);
    gl.DepthFunc(OpenGL.GL_LEQUAL);

    gl.ClearColor(1.0F, 1.0F, 1.0F, 0);
    gl.ClearDepth(1);

    gl.MatrixMode(OpenGL.GL_PROJECTION);
    gl.Perspective(30, 1, 0.1F, 1.0E+7F);

    gl.MatrixMode(OpenGL.GL_MODELVIEW);
    gl.LookAt(0, 3000, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
}

private void Render(int angle)
{
    gl.Clear(OpenGL.GL_COLOR_BUFFER_BIT | OpenGL.GL_DEPTH_BUFFER_BIT | OpenGL.GL_STENCIL_BUFFER_BIT);

    RenderSphere(gl, 0, 0, 0, 0, 300, Color.Red);
    RenderSphere(gl, 0, 0, 100, angle, 300, Color.Blue);

    gl.Blit(hdc);
}

private void RenderSphere(OpenGL gl, int x, int y, int z, int angle, int radius, Color col)
{
    IntPtr obj = gl.NewQuadric();

    gl.PushMatrix();
    gl.Translate(x, y, z);
    gl.Rotate(angle, 0, 0);

    gl.Color(new float[] { col.R / 255f, col.G / 255f, col.B / 255f, col.A / 255f });
    gl.QuadricDrawStyle(obj, OpenGL.GLU_FILL);
    gl.Sphere(obj, radius, 20, 10);

    gl.Color(new float[] { 0, 0, 0, 1 });
    gl.QuadricDrawStyle(obj, OpenGL.GLU_SILHOUETTE);
    gl.Sphere(obj, radius, 20, 10);

    gl.DeleteQuadric(obj);

    gl.PopMatrix();
}

提前感谢您的建议！

编辑 ：

我测试了没有成功：

gl.Enable(OpenGL.GL_LINE_SMOOTH);
gl.Enable(OpenGL.GL_POLYGON_SMOOTH);
gl.ShadeModel(OpenGL.GL_SMOOTH);

gl.Hint(OpenGL.GL_LINE_SMOOTH_HINT, OpenGL.GL_NICEST);
gl.Hint(OpenGL.GL_POLYGON_SMOOTH_HINT, OpenGL.GL_NICEST);
gl.Hint(OpenGL.GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, OpenGL.GL_NICEST);

EDIT2：有更多的面孔，有和没有线条的图像

在此处输入图像描述

它是......不同......但并不令人愉快。

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3 回答 3

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这个问题有两个原因。

第一个确实是Z-fighting问题，这是由近平面和远平面之间的巨大距离引起的

gl.Perspective(30, 1, 0.1F, 1.0E+7F);

以及在透视投影中，深度不是线性的事实。另请参阅如何线性渲染深度...。

这可以通过将近平面尽可能靠近几何体来改善。由于到对象的距离为 3000.0，球体的半径为 300，因此近平面必须小于 2700.0：

例如

gl.Perspective(30, 1, 2690.0F, 5000.0F);

第二个问题是由球体由三角形基元组成的事实引起的。正如您在回答中所建议的那样，您可以通过增加基元的数量来改进它。

我将提供另一种解决方案，即使用剪切平面。夹住底部的红色球体和顶部的蓝色球体。正好在球体相交的平面上，因此每个球体上都有一个盖子。
剪切平面可以通过 设置glClipPlane和启用glEnable。
剪裁平面的参数被解释为平面方程。平面方程的前 3 个分量是剪切平面的法向量。第 4 个分量是到原点的距离。

所以红色球体的剪裁平面方程必须是{0, 0, -1, 50}和蓝色球体{0, 0, 1, -50}。
注意，当glClipPlane被调用时，方程会被模型视图矩阵的逆转换。因此，必须在模型转换（如旋转、平移和缩放）之前设置裁剪平面。

例如

private void Render(int angle)
{
    gl.Clear(OpenGL.GL_COLOR_BUFFER_BIT | OpenGL.GL_DEPTH_BUFFER_BIT | OpenGL.GL_STENCIL_BUFFER_BIT);

    double[] plane1 = new double[] {0, 0, -1, 50};
    RenderSphere(gl, 0, 0, 0, 0, 300, Color.Red, plane1);

    double[] plane2 = new double[] {0, 0, 1, -50};
    RenderSphere(gl, 0, 0, 100, angle, 300, Color.Blue, plane2);

    gl.Blit(hdc);
}

private void RenderSphere(
    OpenGL gl, int x, int y, int z, int angle, int radius,
    Color col, double[] plane)
{
    IntPtr obj = gl.NewQuadric();

    gl.ClipPlane(OpenGL.GL_CLIP_PLANE0, plane);
    gl.Enable(OpenGL.GL_CLIP_PLANE0);

    gl.PushMatrix();
    gl.Translate(x, y, z);
    gl.Rotate(angle, 0, 0);

    gl.Color(new float[] { col.R / 255f, col.G / 255f, col.B / 255f, col.A / 255f });
    gl.QuadricDrawStyle(obj, OpenGL.GLU_FILL);
    gl.Sphere(obj, radius, 20, 10);

    gl.Color(new float[] { 0, 0, 0, 1 });
    gl.QuadricDrawStyle(obj, OpenGL.GLU_SILHOUETTE);
    gl.Sphere(obj, radius, 20, 10);

    gl.DeleteQuadric(obj);

    gl.PopMatrix();

    gl.Disable(OpenGL.GL_CLIP_PLANE0);
}
于 2019-05-09T17:40:09.663 回答
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解决方案一（不是很好）：应用于gl.Scale(0.0001, 0.0001, 0.0001);ModelView矩阵

解决方案2：近平面必须尽可能远，以避免在小范围内压缩z值。在这种情况下，使用 10 而不是 0.1 就足够了。最好的方法是根据物体距离计算适应值（在这种情况下，最近的物体在 2700 处）

我认为我们可以关注z is stored non-linearly@PikanshuKumar 链接和隐含的后果。

结果：只有面被一条线切割：在赤道有一条直线作为分隔符。 在此处输入图像描述

当我们增加面数时，这些线条会按预期消失。在此处输入图像描述

于 2019-05-09T10:38:43.097 回答
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您正在使用设置投影矩阵的方式杀死深度缓冲区精度

gl.MatrixMode(OpenGL.GL_PROJECTION);
gl.Perspective(30, 1, 0.1F, 1.0E+7F);

本质上，这将几乎所有的深度缓冲区精度压缩到 0.1 到 0.2 左右的范围内（我没有做数学，只是在这里目测）。

一般来说，您应该选择尽可能远的近剪裁平面的距离，同时仍然保留场景中的所有对象。远平面的距离并不重要（事实上，使用正确的矩阵魔法，您可以将其放置在无穷远处），但总的来说，保持它尽可能近也是一个好主意。

于 2019-05-09T17:40:18.757 回答