光栅化3(Rasterization)-深度缓冲（Z-buffer）
Visibility/Occusion(可见性/遮挡)
空间中多个互相遮挡的三角形，经过MVP变换与视口变换后，在光栅化过程中如何处理前后的可见性与遮挡问题。解决办法——深度缓冲（z-buffer）。
Painter's Algorithm（画家算法）
- 类比油画，先画远处的物品，再画近处的物品，覆盖之前画的内容。
- 计算机实现：定义内容的深度，按照深度进行排序（复杂度nlogn）,按照排序后顺序从远到近进行绘制。存在问题：
- 定义深度不容易
- 排序有一定算力消耗
- 无法解决循环遮挡问题。无法定义深度关系和排序。
因此无法使用画家算法解决遮挡问题。
Z-Buffer （深度缓冲）
Z-buffering相较画家算法而言更加适用，因为它是按像素的深度大小进行排序。(实际上并无进行排序计算，只是通过记录的方式效果上实现了排序)
- 深度： 物品上的某一点与相机的距离，数值越大，距离相机越远。
算法主要思想：
对屏幕中的每一个像素P
- 初始定义深度值为无穷大（距离相机无限远）。
- 在对每个物体的每一个像素A进行光栅化时
，判断A的深度值（DepthA）与同一位置P（DepthP）处存储的深度值的大小关系：
- 如果比”当前已绘制像素记录的深度值“小，则绘制像素，同时更新深度值，并用DepthA更新当前DepthP的值
- 如果比”当前已绘制像素记录的深度值“大，则不绘制像素，也不操作深度值DepthP
如果应用msaa算法，则不是在一个像素内，而是在一个像素内取多个采样点，然后每一个采样点进行深度缓冲，效果会更好
结果
- 离摄像机越近，深度值越小，画面上越黑
- 离摄像机越远，深度值越大，画面上越白
例子：
- 首先定义屏幕上所有像素的深度为无穷大
- 渲染红色像素，由于初始为无穷大，所有红色像素都需要渲染。
- 渲染蓝色像素时，需要判断深度大小关系来决定是否渲染。
优点
- 算法没有进行排序，只是记录当前所绘制像素的最小值，因此算法复杂度为O(n)
- 对绘制顺序无要求。
说明： 无法处理透明物体，需要特殊处理。
总结
一个空间中的三角形：
- 1.经过MVP变换后，视锥变成了的标准立方体(Canoniacal Cube)，视锥内的三角形同步变换。
- 2.再经过视口变换，立方体变换为（0，0）为原点，长宽为（width，height）的屏幕空间下的矩形，三角形同步应用变换。
- 3.最后在屏幕上的每一点进行采样，则可以将空间中的三角形在屏幕上显示出来了。
以上过程是绘制一个三角形的过程。当绘制多个三角形时，则需要处理它们的前后关系，采用”深度缓冲“处理是非常好的方法。深度缓冲其实就是对每个像素求最小值。
福利
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关于作者
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欢迎大家在日常开发过程中，如果觉得有需要讨论解决、分享或者探讨的内容，在公众号后台或者文章留言处给我反馈，提供写作的方向，从另一个角度也尽量让写作内容更贴近大家的需求以及痛点，在此谢谢各位同学.
