如何强制openGL绘制非凸填充多边形

Question

多边形绘制成凸形似乎是标准。请参阅stackoverflow.com/questions/15556929/open-gl-polygon 但是，如果我选择填充它不适合我。如何在保持我定义的形状的同时填充我的多边形？

void drawFloor(){
    // White
    glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL); // GL_LINE works the way I want it too
    //glDisable(GL_POLYGON_SMOOTH); // has no effect :(
    glBegin(GL_POLYGON);
    glColor3f(1.0, 1.0, 1.0);
    glVertex3f(0, 0, 0); //0
    glVertex3f(2*boxSize, 0, 0); //1
    glVertex3f(2 * boxSize, -boxSize, 0); //2
    glVertex3f(5 * boxSize, -boxSize, 0); //3
    glVertex3f(5 * boxSize, 4 * boxSize, 0); //4
    glVertex3f(6 * boxSize, 4 * boxSize, 0); //5
    glVertex3f(6 * boxSize, 6 * boxSize, 0); //6
    glVertex3f(0 * boxSize, 6 * boxSize, 0); //7
    glVertex3f(0 * boxSize, 2 * boxSize, 0); //8
    glVertex3f(1 * boxSize, 2 * boxSize, 0); //9
    glVertex3f(1 * boxSize, 4 * boxSize, 0); //10
    glVertex3f(2 * boxSize, 4 * boxSize, 0); //11
    glVertex3f(2 * boxSize, 3 * boxSize, 0); //12
    glVertex3f(3 * boxSize, 3 * boxSize, 0); //13
    glVertex3f(3 * boxSize, 2 * boxSize, 0); //14
    glVertex3f(2 * boxSize, 2 * boxSize, 0); //15
    glVertex3f(2 * boxSize, 1 * boxSize, 0); //16
    glVertex3f(0, 1 * boxSize, 0); //17

    glEnd();
}

这段代码导致：

http://postimg.org/image/o4wt9ij33/ 与 GL_LINE http://postimg.org/image/l31fltgkf/ 带有 GL_FILL

我只想要填充多边形的内部，保持版本的形状与 GL_LINE。没想到GL_FILL的输出会有这么大的不同。

我想要的（用 MS Paint 创建）： http://postimg.org/image/d3gbf613d/

我正在使用 Win7+ Visula studio express2013+ Renderer Intel HD Graphics 版本：3.1.0 - Bulid 8.15.10.2509+ GLSL 版本 1.40

Answer 1

注意：此答案与我最近在此处对类似问题的回答共享内容：Black out everything outside a polygon。我没有将这些问题指定为重复问题，因为它们听起来不同，并且可能有不同的答案，尽管这个问题恰好是相同的。

绘制非凸多边形的一种方法是将它们分解为三角形。有许多算法可以做到这一点，可以通过搜索“多边形三角剖分”等关键字找到。

OpenGL 有另一种非常有效的机制：模板缓冲区。这种方法的解释在红皮书Drawing Filled, Concave Polygons Using the Stencil Buffer 下。主要思想是可以绘制具有任意原点和多边形顶点的三角形扇形。然后，多边形内的像素将被绘制奇数次，而多边形外的像素将被绘制偶数次。模板缓冲区用于跟踪奇数/偶数计数。

概述主要步骤：

1. 在设置上下文和绘图表面时，请确保请求了带有模板缓冲区的配置。

2. 在绘图期间，清除模板缓冲区以及颜色缓冲区，并启用模板测试。

   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_STENCIL_BUFFER_BIT);
   glEnable(GL_STENCIL_TEST);
   

3. 设置渲染通道的状态，如果像素被渲染奇数/偶数次，则该状态计数。请注意，这只能写入模板缓冲区，因此禁用颜色写入。关键部分是模板操作的GL_INVERT，它在每次渲染像素时翻转模板值，最终将奇数/偶数计数存储在模板缓冲区中。

   glColorMask(GL_FALSE, GL_FALSE, GL_FALSE, GL_FALSE);
   glStencilFunc(GL_ALWAYS, 0, 1);
   glStencilOp(GL_KEEP, GL_KEEP, GL_INVERT);
   glStencilMask(1);
   

4. 使用任意点渲染三角形扇形，例如(0.0, 0.0)，作为第一个顶点，多边形角作为剩余的顶点。多边形必须是闭合的，因此第一个和最后一个多边形角必须相同。如果 p1, p2, ... , pN 是多边形角，GL_TRIANGLE_FAN 绘制调用的顶点序列是：

   (0.0f, 0.0f), p1, p2, ... , pN, p1
   

   一个普通的着色器可以用于这个通道，因为颜色值甚至没有被写入。

5. 再次启用颜色写入，并设置模板测试属性以仅渲染在上一次渲染中渲染奇数次的像素。

   glColorMask(GL_TRUE, GL_TRUE, GL_TRUE, GL_TRUE);
   glStencilFunc(GL_EQUAL, 1, 1);
   glStencilOp(GL_KEEP, GL_KEEP, GL_KEEP);
   

6. 绘制覆盖整个多边形区域的几何图形，甚至可能更多。例如，这可以是步骤 4 中的三角形扇形，或多边形的边界框。只渲染多边形轮廓内的部分，其余部分通过模板测试消除。