openGL中不正确的遮挡，正面剔除
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【中文标题】openGL中不正确的遮挡，正面剔除【英文标题】：Incorrect occluded, front-face culling in openGL 【发布时间】：2014-04-27 06:10:21 【问题描述】：我正在使用我自己的算法来剔除不应该显示的被遮挡的正面。当我不剔除面时，我有一套完美的块。当我启用我的面部剔除时，我得到了意想不到的结果。我检查了我的剔除代码，我相信它可以正确剔除合适的面孔。
为简单起见，我将输出减少到 9 个盒子的平面。例如，平面中间的盒子只需要一个顶面和一个底面。所有其他面孔都可以被丢弃，因为它们根本不会出现在任何地方。
我检查了代码中的每个框，以确定它们是否剔除了正确的面孔，我相信它们确实如此。这让我觉得这是我的顶点、索引或法线的问题。
我正在使用 python 的 Pyglet，它会自动创建和管理 VAO 和 VBO。
OpenGL 设置：
glEnable(GL_DEPTH_TEST)
glEnable(GL_CULL_FACE)
OpenGL 绘制：
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT)
顶点代码：
v0 = [1, 1, 1]
v1 = [-1, 1, 1]
v2 = [-1, -1, 1]
v3 = [1, -1, 1]
v4 = [1, -1, -1]
v5 = [1, 1, -1]
v6 = [-1, 1, -1]
v7 = [-1, -1, -1]
pt = self.point
s = getattr(self, 'scale', 0.5)
faces = ((k, v) for k, v in (
('front', [v * s + p for vert in [v0, v1, v2, v3]
for v, p in zip(vert, pt)]),
('right', [v * s + p for vert in [v0, v3, v4, v5]
for v, p in zip(vert, pt)]),
('top', [v * s + p for vert in [v0, v5, v6, v1]
for v, p in zip(vert, pt)]),
('left', [v * s + p for vert in [v1, v6, v7, v2]
for v, p in zip(vert, pt)]),
('bottom', [v * s + p for vert in [v7, v4, v3, v2]
for v, p in zip(vert, pt)]),
('back', [v * s + p for vert in [v4, v7, v6, v5]
for v, p in zip(vert, pt)]))
if getattr(self, k)
)
法线代码：
verts_per_face = 4
faces = ((k, v) for k, v in (
('front', [0, 0, 1] * verts_per_face),
('right', [1, 0, 0] * verts_per_face),
('top', [0, 1, 0] * verts_per_face),
('left', [-1, 0, 0] * verts_per_face),
('bottom', [0, -1, 0] * verts_per_face),
('back', [0, 0, -1] * verts_per_face))
if getattr(self, k)
)
指数代码：
t0 = [0, 1, 2]
t1 = [2, 3, 0]
t2 = [4, 5, 6]
t3 = [6, 7, 4]
t4 = [8, 9, 10]
t5 = [10, 11, 8]
t6 = [12, 13, 14]
t7 = [14, 15, 12]
t8 = [16, 17, 18]
t9 = [18, 19, 16]
t10 = [20, 21, 22]
t11 = [22, 23, 20]
triangles = ((k, v) for k, v in (
('front', [t for triangle in [t0, t1] for t in triangle]),
('right', [t for triangle in [t2, t3] for t in triangle]),
('top', [t for triangle in [t4, t5] for t in triangle]),
('left', [t for triangle in [t6, t7] for t in triangle]),
('bottom', [t for triangle in [t8, t9] for t in triangle]),
('back', [t for triangle in [t10, t11] for t in triangle]))
if getattr(self, k)
)
剔除代码：
for face, neighbor_point in block.neighbors():
# import pdb; pdb.set_trace()
if neighbor_point in pts:
neighbor = self.blocks.get(neighbor_point)
if neighbor:
setattr(block, face, False)
else:
setattr(block, face, True)
else:
setattr(block, face, True)
剔除其中一个框的正面和左侧面后的示例输出：
<Voxel (1,0,1) # top right corner box in images /w center point = (1, 0, 1)
[f r t l o a] # front, right, top, left, bottom, back
[ |+|+| |+|+] # + = face available, ' ' = face culled
(1, 0, 0) (1, 0, 0) (1, 0, 0) (1, 0, 0) # right normals
(0, 1, 0) (0, 1, 0) (0, 1, 0) (0, 1, 0) # top normals
(0, -1, 0) (0, -1, 0) (0, -1, 0) (0, -1, 0) # bottom normals
(0, 0, -1) (0, 0, -1) (0, 0, -1) (0, 0, -1) # back normals
[ 1.50| 0.50| 1.50| # right verts
1.50|-0.50| 1.50|
1.50|-0.50| 0.50|
1.50| 0.50| 0.50|
1.50| 0.50| 1.50| # top verts
1.50| 0.50| 0.50|
0.50| 0.50| 0.50|
0.50| 0.50| 1.50|
0.50|-0.50| 0.50| # bottom verts
1.50|-0.50| 0.50|
1.50|-0.50| 1.50|
0.50|-0.50| 1.50|
1.50|-0.50| 0.50| # back verts
0.50|-0.50| 0.50|
0.50| 0.50| 0.50|
1.50| 0.50| 0.50]>
【问题讨论】：
我有点懒得看你所有的代码。但我认为你对面部剔除有一个根本的误解。您在“剔除”下发布的代码没有任何意义。 gl 侧 GL_CULL_FACE 的剔除是完全自动的。理解它的最简单方法是它是 2d。计算每个结果二维三角形的面积。如果是负数，则为背面。你可以很容易地画出这个。 3个顶点，绘制三角形0,1,2和2,1,0。形状相同，但该地区的标志不同。它与邻居或正常人无关！只是二维缠绕。 整个 3d 东西都可以工作，因为在投影下缠绕不会改变。但这确实是一个二维的东西。作为一个练习，弄清楚如何计算具有 3 个顶点的 2d 三角形的面积，这些顶点由三个索引 0、1、2 定义。然后对索引 2,1,0 执行相同操作。 我正在尝试删除从未见过的正面三角形。举个简单的例子，中间的盒子只需要一个顶面和一个底面——所有其他面都被另一个盒子共享并且永远不会被看到。 您可以进行仅深度预传递以消除线框中的内部面。从技术上讲，它不会剔除任何东西，只是通过使它们第二次未能通过深度测试来防止这些面被遮蔽。由于听起来您更像是在尝试这样做以减少顶点处理负载，因此我认为这不是您真正想要的。但老实说，在这个简单的示例中，识别被遮挡的面部并没有任何好处，它需要的处理时间比它节省的时间要多。即使您将其放大到更多的三角形（在合理范围内），这也是正确的。 您是否针对特定平台？由于您使用的是 Python，我认为它不是移动类 GPU，它在一定程度上具有非常不同的架构。大多数传统 GPU 在片段着色器之前进行深度测试。如果你可以从前到后渲染你的几何体，这对于网格中的块可能相当容易，隐藏的面将在片段着色器之前被消除。这可能是你能做的最好的。我怀疑在 CPU 上应用逻辑，尤其是在 Python 中，会比让 GPU 消除不可见的面孔更有效。 【参考方案1】：请参阅here 了解如何实现剔除算法。在您的剔除代码中，您正在做一些完全不相关的事情。要确定是否应该剔除一个面，您只需检查它的缠绕顺序（假设您提供所有三角形相对于它们的法线的 CW 或 CCW 顺序）。如果您的三角形没有排序，那么为了确定剔除，您必须检查三角形顶点的 z 顺序，这是显卡自动执行的操作。如果您决定自己实现此功能，您将有效地实现软件渲染（尽管渲染为三角形片段，而不是单个像素）。
【讨论】：
实际上，当我以后有大约 350,000 个额外的面孔时，它变得很重要。我不是要删除“背面”三角形。正如您所指出的，这已经自动完成。但是，我正在尝试剔除永远不会看到的正面三角形。我确实认为这可能是一个绕线问题。但我不确定为什么我的正面三角形在所有三角形都存在时工作正常，但当一些不存在时似乎是错误的。 @Brian，好的，我想我现在理解得更好了。在那种情况下，我不知道有什么方法可以按照您的要求进行操作。【参考方案2】：我没有正确计算索引。新方法应该是：
t0 = [0, 1, 2]
t1 = [2, 3, 0]
t2 = [4, 5, 6]
t3 = [6, 7, 4]
t4 = [8, 9, 10]
t5 = [10, 11, 8]
t6 = [12, 13, 14]
t7 = [14, 15, 12]
t8 = [16, 17, 18]
t9 = [18, 19, 16]
t10 = [20, 21, 22]
t11 = [22, 23, 20]
triangles = ((k, v) for k, v in (
('front', [t for triangle in [t0, t1] for t in triangle]),
('right', [t for triangle in [t2, t3] for t in triangle]),
('top', [t for triangle in [t4, t5] for t in triangle]),
('left', [t for triangle in [t6, t7] for t in triangle]),
('bottom', [t for triangle in [t8, t9] for t in triangle]),
('back', [t for triangle in [t10, t11] for t in triangle]))
)
inds = []
faces = [f for f, v in self.faces if v]
for triangle, face in zip(triangles, faces):
f, tdata = triangle
inds.extend(tdata)
【讨论】：
以上是关于openGL中不正确的遮挡，正面剔除的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章