显示 2 个半透明物体的共同部分？

Question

我正在创建一个使用 OpenGL 来显示几个几何 3D 形状的数学应用程序。在某些情况下，这些形状相交，当这种情况发生时，我想在另一个形状中显示每个形状的相交部分。由于这两种形状都是半透明的，我需要的或多或少是这样的：

但是，使用 2 个半透明球体，我得到了这样的结果：

我知道，要获得正确的透明效果，应该在绘制透明形状之前关闭深度测试。然而，当透明形状超出另一个非透明形状时，这会导致另一个副作用：

那么，有没有一种方法可以在不破坏深度测试的情况下正确显示 2 个体积形状的相交部分？

Answer 1

那么，有没有办法显示（…）体积形状

OpenGL（本身）不知道“体积”。它知道平面三角形、直线和点，这些纯属偶然也可能导致渲染副作用，如深度缓冲区测试的深度排序。

从技术上讲，可以链接一系列绘图和模板缓冲区操作来执行 CSG（constructive solid geometry）；详情请见ftp://ftp.sgi.com/opengl/contrib/blythe/advanced99/notes/node22.html。

但是，您想要通过片段着色器中执行的简单光线追踪器更容易实现。现在光线追踪本身是一个广泛的主题，你可以写很多关于它的书（实际上已经写了很多关于这个主题的书）。最好参考一个例子。在这种情况下，我指的是以下 ShaderToy https://www.shadertoy.com/view/ldS3DW - 该着色器的略微精简版本绘制了您感兴趣的那种交叉几何：

float sphere(vec3 ray, vec3 dir, vec3 center, float radius)
{
    vec3 rc = ray-center;
    float c = dot(rc, rc) - (radius*radius);
    float b = dot(dir, rc);
    float d = b*b - c;
    float t = -b - sqrt(abs(d));
    float st = step(0.0, min(t,d));
    return mix(-1.0, t, st);
}


void mainImage( out vec4 fragColor, in vec2 fragCoord )
{
    vec2 uv = (-1.0 + 2.0*fragCoord.xy / iResolution.xy) * 
        vec2(iResolution.x/iResolution.y, 1.0);

    vec3 ro = vec3(0.0, 0.0, -3.0);
    vec3 rd = normalize(vec3(uv, 1.0));

    vec3 p0 = vec3(0.5, 0.0, 0.0);
    float t0 = sphere(ro, rd, p0, 1.0);

    vec3 p1 = vec3(-0.05, 0.0, 0.0);
    float t1 = sphere(ro, rd, p1, 1.0);

    fragColor = vec4( step(0.0,t0)*step(0.0,t1)*rd, 1.0 );
}