OpenGL学习之面剔除——Face Culling

2024-06-06 11:48

本文主要是介绍OpenGL学习之面剔除——Face Culling,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

前言

我们在做渲染时,有时候为了提升性能,特别是在硬件性能有限的情况下,如在手机上做3D图形渲染时(OpenGL ES),如果不做性能优化,很难达到预期的效果。因此,引出本篇文章所要说的主题——面剔除(Face Culling),当然优化的方式还有其他方式。

在特定的硬件上渲染的三角面片是有限的,那么这种情况下,就应该减少不必要的三角面片,提升性能。

加入有一个立方体,正常情况下,我们最多只能看到3个面(在不透明的情况下),那么后面看不到的面就可以使用面剔除的方式剔除。对于有更多面的模型,这种方式更值得采用。

如何面剔除

那么在进行面剔除时,我们如何知道哪些面属于前面的面(Front facing),哪些面是后面的面(Back facing),渲染时应该丢弃后面的面,来减少gpu在执行片断着色器的命令,OpenGL中通过判断顶点连接的顺序(Winding order)来解决这个问题。

在我们使用OpenGL画一个三角形的时候,三个顶点一定有一个顺序,可能是顺时针也可能是逆时针,但是,我们是能够看到画出来的三角形的。原因是我们没有开启面剔除的状态,开启之后,你就有1/2的概率看不到你画的三角形了——看你定义3个顶点时的顺序了。

开启面剔除命令:glEnable(GL_CULL_FACE),默认情况的是glDisable(GL_CULL_FACE)

OpenGL中的顺序是什么样的呢?以下面的三角形为例,第一个三角形以1-2-3顺序,则是顺时针;第二个三角形以1-3-2顺序,则是逆时针。

这里写图片描述

此外还与观察者的位置有关,当我们从另外一个面看时,第一个三角形则是逆时针,第二个为顺时针。

这里写图片描述

前面已经提到如何开启面剔除操作,但是我们并不一定要剔除后面,有时也可能要剔除前面,可以使用glCullFace函数来选择:

glCullFace(GL_BACK);//剔除背面
glCullFace(GL_BFRONT);//剔除前面
glCullFace(GL_FRONT_AND_BACK);//剔除前面和背面

默认情况下是GL_BACK,逆时针表示正面,可以通过glFrontFace来设置顺时针还是逆时针:

glFrontFace(GL_CCW);//逆时针是正面
glFrontFace(GL_CW);//顺时针是正面

Example

我们先来看一下不开启面剔除的效果:

这里写图片描述

我们能够看到三个面,现在还不能确认是否开启面剔除,通过移动相机到立方体里面看看。

这里写图片描述

在里面看到后面的三个面也在,说明没有开启面剔除,接下来看一下开启面剔除的效果,为了展示效果,如果剔除后面的面,移动到立方体里面应该只看到背景色,这样展示不明显,所以剔除前面的面,效果更加明显。

剔除两个面的效果:

这里写图片描述

剔除3个面的效果:

这里写图片描述

面剔除是提升效率和渲染性能的一种方式,但是并不是所有场景下都要使用,还需要结合具体的场景来分析。

参考资料

1.http://learnopengl-cn.readthedocs.io/zh/latest/04%20Advanced%20OpenGL/04%20Face%20culling/

2.https://www.khronos.org/opengl/wiki/Face_Culling

这篇关于OpenGL学习之面剔除——Face Culling的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1036025

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