使用深度缓冲区对 2D 精灵进行分层答案

【问题标题】：Using depth buffer for layering 2D sprites使用深度缓冲区对 2D 精灵进行分层
【发布时间】：2014-07-27 01:16:09
【问题描述】：

我正在使用 OpenGL 制作 2D 游戏。我想做这样的绘图，首先我将要绘制的所有对象的顶点数据复制到 VBO（每个纹理/着色器一个 VBO），然后在单独的绘图调用中绘制每个 VBO。这似乎是一个好主意，直到我意识到它会打乱绘图顺序 - 绘图调用不一定按照将对象加载到 VBO 中的顺序。我想过使用深度缓冲区对项目进行排序——每个要绘制的新对象的 Z 位置都会稍高一些。问题是，我应该增加多少才不会遇到任何问题？ AFAIK，可能有两种问题 - 如果我让它太大，那么我可以在单个帧中绘制的对象数量有限，如果我让它太小，深度缓冲区的精度损失可能会重叠的图像以错误的顺序绘制。总结一下：

1) 我的正交投影的前后值应该是多少？ 0比1？ -1比1？ 1比2？有关系吗？

2) 如果我使用 's nextafter() 来增加 Z 位置，我会遇到什么样的麻烦？ OpenGL 和深度缓冲区如何对低于标准的浮点数做出反应？如果我从 std::numeric_limits::min() 开始，到 1 结束，还有什么需要担心的吗？

【问题讨论】：

nearVal 和 farVal 的值非常重要。默认情况下，深度范围是 [0,1] 并且深度缓冲区是定点的，所以如果你使用 nearVal=0.0 和 farVal=1.0 为例，那么您可以区分的最小深度是 1.0/(256.0*256.0)（16 位）。这是一个非常尴尬的数字并且会受到浮点恶作剧的影响，因此我建议您改为设置 farVal 以便将深度缓冲区划分为整数。这意味着您希望nearVal 和farVal 之间的范围等于您的深度缓冲区可以表示的整数值的数量。
如果使用混合，则需要手动排序，注意那个
@AndonM.Coleman 我觉得这个数字没什么尴尬。
@paulm 我没有在精灵之间进行 Alpha 混合。

标签： c++ opengl floating-point depth-buffer

【解决方案1】：

首先，您需要知道深度缓冲区的位深度。通常深度缓冲区是定点的，16 位、24 位或 32 位。

给定一个定点深度缓冲区和默认深度范围 [0,1]，您可以使用正交投影使每个整数值表示一个唯一可区分的深度nearVal 的矩阵 0.0 和：

16 位： farVal = 65535.0
24 位： farVal = 16777215.0 // 最常见的配置
32 位： farVal = 4294967295.0

然后，您可以将分层精灵分配到farVal+1-许多不同的深度（始终使用整数值作为精灵深度并以 0 开头）并且不用担心深度缓冲区无法区分图层。换句话说，深度缓冲区的精度将决定您可以拥有的最大层数。

【讨论】：

好的，但是如何获得深度缓冲区精度（即字节数）？
您可以执行以下操作：GLuint depth_bits; glGetIntegerv (GL_DEPTH_BITS, &depth_bits);。至于您如何实际请求一定的深度缓冲区精度，这取决于您使用的框架。但这是在 OpenGL 上下文创建时完成的（除非您使用 FBO，但这只会使事情变得比现在需要的更复杂）。如果您没有明确请求特定数量，许多框架默认为 24 位。
“这只是让事情变得比现在需要的更复杂”你是想侮辱我吗？无论如何，非常感谢。
@Xirdus：不，一点也不。我的意思是我试图避免在这里讨论任何额外的跑腿工作。设置 FBO 会使事情变得不必要地复杂化，但它会避免任何与设置 default 帧缓冲区深度缓冲区的精度相关的特定于平台的过程.
FBO 并不难，你知道的。此外，您查询 GL_DEPTH_BITS 的方法似乎已被弃用。但这对我来说不是问题，因为 GLFW 允许明确指定它，并且记录了默认值为 24。