如何在其他对象之间渲染 3D 空间中的点精灵

Question

渲染混合点精灵和 3D 对象的最佳方式是什么？

例如，我想将“太空尘埃”粒子建模为点精灵。在太空中，我可以有大的小行星物体（为简单起见是立方体），太空尘埃颗粒可能位于小行星立方体的前面或后面。

我被两种情况困住了：

1. 我先渲染空间尘埃点精灵，使用gl_DepthMask(GL_TRUE)，然后渲染小行星立方体（空间尘埃总是在小行星之后）
2. 我先渲染小行星立方体，使用gl_DepthMask(GL_FALSE)，渲染空间尘埃点精灵并设置gl_DepthMask(GL_TRUE)（空间尘埃总是出现在小行星前面）

我目前正在使用单个粒子发射器顶点着色器，该着色器在随机 (x,y,z) 位置绘制大量带有gl_DrawArrays() 的粒子。

如何渲染大量粒子，使它们同时出现在小行星立方体的前后？

如果我的粒子是单独的四边形，那么我可以对 Z 渲染的顺序进行排序，但我不知道如何使用 gl_DrawArrays()、GL_POINTs 和我的顶点着色器来实现这种行为。

我是否应该将粒子拆分为数组集？例如，我是否必须这样做：

1. 绘制所有小行星背后的粒子阵列
2. 将小行星拉到最远的地方
3. 绘制另一个粒子阵列，这些粒子出现在上面的小行星前面，但在下一个最近的小行星后面
4. 画出最前面的小行星

如果我有很多小行星，这不是非常低效吗？

与我上面的建议相比，OpenGL 肯定有更好的方法来实现这一点？

更新：尝试 Thomas 的建议：

我的立方体和粒子使用以下混合/深度调用进行渲染：

  // First render opaque object(s)
  glEnable( GL_DEPTH_TEST );
  glDepthMask( true );
  g_ObjCube1.Render();

  // Now render sprites with particle emitter - sprites should appear
  // behind and in front of above cube
  glEnable( GL_POINT_SPRITE );

  // Stop overlapping particles from interfering with each other
  //glDisable( GL_DEPTH_TEST );  <- NO! Must leave depth test enabled
  glDepthMask( false );

  glEnable( GL_BLEND );
  //glBlendFunc( GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA );
  glBlendFunc( GL_SRC_ALPHA, GL_ONE );    // Doing the same as above
  glBlendEquation( GL_FUNC_ADD );
...
  glDrawArrays( GL_POINTS, 0, NUM_PARTICLES );
...
  glDepthMask( true );

Answer 1

我假设你的粒子有一定的透明度，否则不会有问题。

然后答案与所有​​透明对象相同。首先渲染不透明物体（小行星）（使用深度缓冲，以任意顺序）。然后按从后到前的顺序渲染所有透明对象。这个排序（据我所知）需要在 CPU 上完成。

或者，根据您的目标效果，您可以对粒子使用添加剂混合 (glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE))。然后渲染顺序无关紧要，因为加法是可交换的。请务必为此禁用深度写入。

作为另一种选择，使用 alpha 测试（真/假）而不是 alpha 混合可以让您以任意顺序渲染粒子。在这种情况下，完全透明的像素不会被写入深度缓冲区。但是，使用这种技术时，您不能有部分透明的区域。

This article 是一个很好的参考。