我自己的 z 缓冲区答案

【问题标题】：My own z-buffer我自己的 z 缓冲区
【发布时间】：2012-03-23 20:17:11
【问题描述】：

如何制作自己的 z 缓冲区以正确混合 Alpha 通道？我正在使用glsl。我只有一个想法。这是使用 2 个“缓冲区”，其中一个存储深度分量和另一种颜色（带有 alpha 通道）。我不需要在我的程序中访问缓冲区。我不能使用统一数组，因为 glsl 对统一变量的数量有限制。我不能使用 FBO，因为没有定义有时写入和读取帧缓冲区的行为（并且不能在任何卡上工作）。

我该如何解决这个问题？！

或者如何从 glsl 读取实际的实时 z-buffer？（我的意思是每个片段着色器调用 z-buffer 都必须更新）

【问题讨论】：

“正确混合 Alpha 通道”是什么意思？你想解决什么问题？您是否正在尝试做一些与订单无关的事情？
除了 Nicol Bolas 所说的：对于 Order Independent Transparency，一些额外的深度缓冲区是不够的。什么方法可以将场景分层，这称为深度剥离。但是这个的实现并不是微不足道的。
@NicolBolas，是的。如果我可以从 glsl 读取 Z-Buffer，那么我有一个简单的方法来做到这一点！

标签： opengl glsl framebuffer fbo zbuffer

【解决方案1】：

如何制作自己的 z 缓冲区以正确混合 Alpha 通道？

这是不可能的。为了获得完美的与顺序无关的透明度，您必须摆脱 z-buffer 并用另一种机制替换它以去除隐藏表面。

使用 z-buffer 有两种可能的方法来解决这个问题。

多层 z 缓冲区（硬件加速不切实际） - 基本上它将存储几层“深度”值，并将其用于混合透明表面。会占用大量内存，并且透明叠加表面的数量将达到最大，一旦超过限制，就会出现伪影。
深度剥离（谷歌搜索）。订购独立透明度，但每个像素的“重叠”透明多边形的最大数量有限制。实际上可以在硬件上实现。

这两种方法都有一个限制（每个像素重叠透明多边形的最大数量），一旦超过限制，场景将不再正确渲染。这意味着整个事情毫无用处。

您实际上可以做的（为了获得完美的解决方案）是完全删除 zbuffer，并制作一个图形渲染管道，该管道将收集所有要渲染的多边形，剪辑它们，分割它们（当两个多边形相交时），对它们进行排序然后以正确的顺序将它们绘制在屏幕上，以确保您获得正确的结果。但是，这很难，而且使用硬件加速更难。我认为（我不完全确定它是否发生过）5 或 6 年前，一些 ATI GPU 相关文档提到，他们的一些卡可以通过启用某种扩展来渲染正确的场景，同时禁用 Z-Buffer。然而，他们没有说关于阿尔法混合的事情。从那以后我就再也没有听说过这个功能。也许它没有流行起来并与 TruForm 一样（被遗忘了）。此外，这种渲染管道将无法完成 z-buffer 上可能发生的某些事情

【讨论】：

【解决方案2】：

如果它是与顺序无关的透明度，那么基本问题是深度缓冲区存储每个像素的深度，但如果您正在组成部分透明几何体的视图，那么每个像素都会有多个片段。

如果您要稳健地解决问题，您需要一个有序的每像素深度列表，返回到最近的不透明片段。然后你会以相反的顺序遍历列表。实际上，OpenGL 不做可变大小数组之类的事情，因此人们通过以从后到前的顺序绘制几何图形来实现这一点。

GL_SAMPLE_ALPHA_TO_COVERAGE 体现的另一种选择是切换到纱门透明度，无论是在真正高分辨率还是在多重采样下，这与真正的透明度无法区分。理想情况下，您会随机执行此操作，但这会使 OpenGL 的可重复性规则无效。不过，既然你在 GLSL 中，你可以自己做。您的采样器只需获取输入 alpha 并将其用作输出最终像素的概率。因此，从某处获取 0.0 到 1.0 范围内的随机值，如果它大于 alpha，则丢弃该像素。始终以 1.0 的 alpha 输出并仅使用正常的深度缓冲区。 Answers like this 多说一些关于在 GLSL 中获取随机数的方法，显然您希望尽可能提高多重采样。

Eric Enderton 写了 a decent paper（其中有一个 slide version）关于随机顺序无关的透明度，与值得一试的 DirectX 实现一起使用。

【讨论】：