序言：其实对于学习，其实现在写文章是最好的.因为你现在所学到的东西是由浅入深的.写下你对这个知识点的理解,虽然没有深度.在文章中还会体现出很多疑惑.把这些都记录下来.越到后面你会发现你的知识体系搭建起来了,对之前的疑惑就解开了.如果现在不开始记录,慢慢的就会学了后面忘记前面.这样就要查漏补缺了,学习效率不高. 我建议,先追求完成,再追求完美。
好了，开始上今天的干货，OpenGL图像渲染会遇到深度相关的坑点，深度缓冲区具体的含义和深度测试会出现的隐患解决。
一、了解OpenGL深度缓冲区的含义
1、什么是深度？
深度其实就是该像素点在3D世界中距离观察者（比如摄像机）的距离，也是观察者坐标系的z值
2、什么是深度缓冲区？
深度缓冲区其实就是一块内存区域，专门存储每个像素点（绘制在屏幕上的）深度值，深度值（Z）越大，则离观察者（比如摄像机）越远。
3、为什么需要深度缓冲区？
在不使用深度测试的时候，如果我们先绘制一个离我们比较近的物体，再绘制距离比较远的物体，那么因为距离比较远的这个后绘制，就会把距离近的物体覆盖掉。但是有了深度缓冲区之后，会植物体的顺序就不那么重要了，因为只要存在深度缓冲区，OpenGL都会把像素的深度值写到缓冲区中，除非调用glDepthMask(GL_FALSE).来禁⽌止写⼊入。
4、了解深度测试
深度缓冲区（DepthBuffer）和颜色缓冲区（ColorBuffer）是对应的，颜色缓冲区是存储像素的颜色信息，而深度缓冲区存储像素的深度信息。在确定是否绘制一个物体表面的时候，首先要将表面对应的像素深度值与当前深度缓冲区中的值进行比较，如果大于深度缓冲区的值，则丢弃这部分。否则利用这个像素对应的深度值和颜色值分别更新深度缓冲区和颜色缓冲区，这个过程称为深度测试。
5、简单了解一下深度值计算
深度值一般由16位、24位或者32位值表示，通常是24位，位数越高的话，深度的精确度越高，深度值的范围在[0,1]之间，值越小表示月靠近观察者，值越大表示远离观察者。
深度缓冲主要是通过计算深度值来比较大小，在深度缓冲区中包含深度值，介于0.0~1.0之间，从观察者看到其内容与场景中的所有对象的z值进行了比较，这些视图中的z值可以投影平头截体的近平面和远平面之间的任意值。我们因此需要些方法转换这些视图空间的z值到[0,1]的范围内，下面的线性方程把z值转换为0.0~1.0之间的值。
//⽚元着⾊器
out vec4 color;
float LinearizeDepth(float depth)
{
float near = 0.1;
float far = 100.0;
float z = depth * 2.0 - 1.0; // Back to NDC
return (2.0 * near) / (far + near - z * (far - near));
}
void main() {
float depth = LinearizeDepth(gl_FragCoord.z);
color = vec4(vec3(depth), 1.0f);
}
6、深度测试的使用
深度缓冲区一般由窗口管理系统GLFW创建，深度值一般由16位，24位，32位表示，通常情况下是24位，位数越高，深度精度越好。
开启深度测试的方法是
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
关闭深度测试的方法是
glDisable(GL_DEPTH_TEST);
需要注意的是，使用深度测试之前需要清除深度缓冲和颜色缓冲。清除深度缓冲区默认值为1.0,表示最⼤大的深度值,深度值的范围为(0,1)之间. 值越⼩小表示越靠近观察者,值越⼤大表示 越远离观察者
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
指定深度测试的判断模式
void glDepthFunc(GLEnum mode);
7、打开和阻断深度缓冲区的写入
void glDepthMask(GLBool value);
value: GL_TRUE 代表开启深度缓冲区的使用 GL_FALSE 代表关闭深度缓冲区的使用
二、使用深度测试的隐患和问题解决
1、ZFighting闪烁的问题
造成ZFighting闪烁问题的原因：是因为开启深度测试后，OpenGL就不会再去绘制模型被遮挡的部分，这样实现显示的更加真实。但是由于深度缓冲区精度的限制对深度相差非常小的情况下，（例如在同一平面上绘制两次深度值一样的图形），openGL就有可能出现不能正确判断两者的深度值得情况，会导致深度测试的结果不可预测，显示出来的现象就是交错闪烁，也就是这两个画面交错出现的情况。
2、ZFighting闪烁问题的问题解决
第一步：启用Polygon Offset（多边形偏移）
解决方法：让深度值之间产生间隔。如果两个图形之间有间隔，是不是就意味着不会产生干涉，可以理解为在执行深度测试前将立方体的深度值做一些细微的调整，于是就能将两个图形的深度值之间有所区分。
启用代码
glEnable（GL_POLYGON_OFFSET_FULL）
参数列表：
GL_POLYGON_OFFSET_POINT 对应点光栅化模式：GL_POINT
GL_POLYGON_OFFSET_LINE 对应线光栅化模式：GL_LINE
GL_POLYGON_OFFSET_FILL对应像素光栅化模式：GL_FILL
第二步：指定偏移量
1、通过glPolygonOffset来指定，glPolygonOffset需要两个参数，factor，units
2、每个Fragment的深度值都会增加如下所示的偏移量
Offset = ( m * factor ) + ( r * units);
m : 多边形的深度的斜率的最大值,理解一个多边形越是与近裁剪面平行,m 就越接近于0.
r : 能产生于窗口坐标系的深度值中可分辨的差异最小值.r 是由具体OpenGL 平台指定的一个常量。
3、一个大于0的Offset会把模型推到离观察者更远的位置，相应的一个小于0的Offset会把模型拉近。
4、一般而言，只需要将-1.0和-1这样简单的值赋值给glPolygonOffset 基本可以满⾜足需求.
void glPolygonOffset(Glfloat factor,Glfloat units);
应⽤用到⽚段上总偏移计算⽅程式:
Depth Offset = (DZ * factor) + (r * units); DZ:深度值(Z值)
r:使得深度缓冲区产生变化的最小值
负值，将使得z值距离我们更近，⽽正值，将使得z值距离我们更远，我们一般设置factor和units为-1，-1。
第三步、关闭Polygon Offset
glDisable(GL_POLYGON_OFFSET_FILL)
3、ZFighting闪烁问题的预防
讲了这么久，多边形偏移只是一个解决深度测试隐患的方案，当然能从根源上预防ZFighting闪烁问题才是我们开发中需要注意的。下面是预防ZFighting闪烁问题的三个方案
1、不要将两个物体靠的太近，避免渲染时三角形叠在一起。这种方式要求对场景中物体插入一个少量的偏移比如（将其中一个平面向下偏移0.001f），那么就可能避免ZFighting现象。
2、尽可能将近的裁剪面设置得离观察者远一些。离近裁剪平面越近，深度的精确度会越高 ，因此尽可能让近裁剪⾯远一些，那么整个裁剪范围内的精确度就会变高。但是这种⽅式会使离观察者较近的物体被裁减掉，因此需要调试好裁剪面参数。
3、尽量使用更高位数的深度缓冲区，通常使用的深度缓冲区是24位的，现在有一些硬件使用32位的缓冲 区，使精确度得到提高。
