最近做地图遇到Z-buffer精度问题

最近做地图遇到Z-buffer精度问题

关于深度冲突(Z-Finghting or Depth Fighting)的解决

        OpenGL,或者D3D 的深度缓存都存在精度问题,在最新的Nvidia GF8 系列显卡中已经开始应用float point depth buffer. 而在此之间,深度缓存其实只有位平面的概念. 这随API的不同,都需要指定后缓存深度缓存精度, Depth ,我一般使用24位,也就是D3D中常见的 D24S8. 但除非你是用浮点,否则都会有精度损失的问题,这种情况总是发生在2个几乎共面的片面,他们投影在后裁减平面时都会被赋予一个深度(当然,如果深度缓存可写的话),而上面已经说过,目前来说,深度只是位平面, 你可以把他假设为这样的形势

depth              w
0                  [near_clip,               near_clip + 0.1]
1                 [near_clip + 0.1,        near_clip +0.2]
2                 [near_clip + 0.3 ,        near_clip +0.4]
........
max             [far_clip - 0.1,                 far_clip]
上面假设硬件的最小深度单元 r = 0.1

那么将会出现这样的问题.
当2个片元距离近裁减平面 w  落在同一个区间的时候,他们的深度是相等的. 最终你所看到的结果,就是下面的这种样子:

注意到蓝色线框里面.


要解决这个问题, 你只要google 或者去 beyond3d,等论坛,搜索 depth fighting ,得到的答案往往就是设置深度偏移. OpenGL : Polygon offset. D3D: Depth Bais.
拿OpenGL 来说,就是对有存在深度冲突的2个 Mesh Object  A,B如下方式渲染.

A.Render();
glEnable(GL_POLYGON_OFFSET_FILL);
glPolygonOffset( 0.0f , - 1.0f );
B.Render();
glDisable(GL_POLYGON_OFFSET_FILL);

这是一个不错的方法,但是实际操作起来很麻烦,而且没有效率. 注意到,你必须一先一后的渲染这2个对象, 拿上图来说,我需要在MAX 中把手套和手臂脱离,形成一个独立的节点,然后我起码需要新建立2个顶点缓存,并在渲染的过程中设置2次.这对于带宽是个不小的代价.所以我不是很赞成这样去处理,当然,有的时候无法避免了,也会如此..

       如果避免发生Z-Fighting 才是关键. 注意到上面的depth - w 的位平面对应关系. 由于硬件都只能支持一定的深度格式,也就是说,Depth bits 是一定的,假为 D.而顶点的投影深度则毫无限制,他可以是 near_clip ---> far_clip 的任意一个浮点数.因此
      dw/D  = (far_clip - near_clip)/near_clip;
     从上面可以看出, 要想dw 更精确,那么 near_clip 必然要更大(适用范围是far_clip >> near_clip).
上面那张存在depth-fighting 的截图当时的情况是 near_clip :0.0001 far_clip : 64000.0
下面的是在near_clip 0.1 far_clip 不变.


继续提高定点投影深度,也不会出现难看的深度冲突了.