渲染时如何以正确的顺序绘制形状？

Question

我正在尝试编写一个 3d 图形引擎，但在以正确的顺序绘制形状时遇到了一些问题。

当我将三角形的点转换为窗口空间，即与屏幕上的位置直接相关的二维空间时，除了每个点的 x 和 y 位置外，我还为它们分配了一个深度变量，用于存储该点在 3d 空间中距离观察者多远。

目前，我渲染的唯一形状是三角形。我当前的渲染顺序算法按三角形 3 点的平均深度对三角形进行排序。我一开始就知道它并不完美，但我想要一个占位符进行测试。

出于测试目的，我构建了一个顶部开口的方形盒子，每边颜色不同，由 2 个三角形组成，如下所示：

从上图可以看出，我使用的算法大部分时间都有效。但是，在某些角度和位置，三角形会以错误的顺序呈现，如下所示：

如您所见，框底部的青色三角形之一在侧面的黄色三角形之一之前绘制。显然，按点的平均深度对三角形进行排序并不令人满意。

有没有更好的排序形状的方法，以便它们以正确的顺序呈现？

Answer 1

以正确的深度顺序绘制 3D 的标准方法是使用Z-buffer。

基本上，这个想法是，对于您在颜色缓冲区中设置的每个像素，您还可以在 z（深度..）缓冲区中设置它的插值深度。每当您要绘制下一个像素时，首先检查 z 缓冲区以验证新像素是否位于已绘制像素的前面。

除此之外，您还可以添加各种优化，例如对三角形进行排序，以尽量减少实际绘制颜色缓冲区的次数。

另一方面，有时需要执行完全相反的操作才能正确处理透明度或其他“高级”效果。