OpenGL之模板缓冲区、片元操作之裁剪测试与alpha测试

1.1 模板缓冲

1.1.1 模板缓冲取到一个过滤的作用，而且绘制效率较高。

glEnable(GL_STENCIL_TEST);

• 进行模板检测；
• 更新模板缓冲；

void glStencilFunc(GLenum func ,GLint ref,GLUint mask);

• ref值和当前屏幕上的像素所对应的模板缓冲中的值进行比较；
• 模板缓冲中的值是在第一遍绘制时画入模板缓冲的；
• mask值：在比较前，ref和模板值都会与mask进行and操作；通过mask就可以指定好几个模板缓冲；mask值可以控制ref和模板的哪一位进行比较操作。

void glStencilOp(GLenum fail,GLenum zfail,GLenum zpass);

• 设定如何更新模板缓冲；
• fail：片元没有通过模板检测时所执行的操作；
• zfail：片元通过了模板测试，但没有通过深度检测时所执行的操作；
• zpass：模板检测和深度检测都通过，或没有执行深度测试时所执行的操作。
• 更新方式：GL_KEEP、GL_ZERO、GL_REPLACE、GL_INCR、GL_DECR、GL_INVERT；
  • GL_REPLACE:用glStenciFunc()函数中所指定的参考值ref替换模板参数值；

1.1.2 小结

• 使用glEnable(GL_STENCIL_TEST)启用模板测试之后，模板函数用于确定一个颜色片段是应该丢弃还是保留(被绘制)；
• 模板缓存区中的值与参考值ref进行比较，比较标准是func所指定的比较函数；
• 参考值和模板缓冲区的值都可以与掩码（mask）进行逐位AND操作；
• 模板测试的结果还将导致模板缓冲区根据glStencilOp()函数所指定的行为进行修改。

1.1.3 绘制一个菱形模板缓冲
绘制的结果是0x1，而非菱形区域保持原样不动；

glClearStencil(0x0);
glClear(GL_STENCIL_BUFFER_BIT);
glStencilFunc(GL_ALWAYS,0x1,0x1);
glStencilOp(GL_REPLACE,GL_REPLACE,REPLACE);
glBegin(GL_QUADS);
	glVertex2f(-1.0,0.0);
	glVertex2f(0.0,1.0);
	glVertex2f(1.0,0.0);
	glVertex2f(0.0,-1.0);
glEnd();

如下为通过模板缓冲实现的效果。

• 一般需要首先绘制得到模板缓冲，然后再正式开始绘制场景，即多遍绘制的思想；
• 画场景时，其实是同时画了color buffer，depth buffer和stencil buffer；

2.1 片元操作

2.1.1 片元与像素的关系
在绘制成像素之前的为片元，一个像素的颜色可能由多个片元决定。

2.1.2 片元的写入帧缓冲之前要按照顺序经历一系列的测试，写入帧缓冲时也会经历一些运算。经历的操作顺序如下，如果片元在某个测试中被排除，后面的测试或操作都将不会进行。

写入帧缓冲前的操作，需要跟当前帧缓冲的值进行比较：

• 裁剪测试；
• alpha测试；
• 模板测试；
• 深度测试；

写入帧缓冲时的操作：

• 混合
• 抖动；
• 逻辑操作；

2.1.3 裁剪测试

//定义了一个矩形区域，只在这个矩形区域内的才会被绘制，比模板缓冲效率高；
void glScissor(GLint x,GLint y,GLsizei width,GLsizei height);
glEnable(GL_SCISSOR_TEST);

2.1.4 Alpha测试

片元的alpha值在颜色缓冲区中，可以使用glcolor函数指定，也可以通过一幅纹理来指定。

glEnable(GL_ALPHA_TEST);
void glAlphaFunc(GLenum func,GLclampf ref);

//func的值为：GL_NEVER,GL_LESS,GL_LEQUAL,GL_EQUAL,GL_GREATER,GL_NOTEQUAL,GL_GEQUAL,GL_AWAYS;

如下，Alpha测试可以对树周围进行镂空，但是，alpha测试在OpenGL3.1中被废弃掉了，可以在shader中通过discard简单的来实现，OpenGL是向下兼容的，因此在固定流水线中，alpha仍然能使用。