OpenGL模板缓冲区

模板缓冲区是什么？

模板缓冲区是一个记录每个像素信息的附加的缓冲区，很象一个 z 缓冲区。 实际上，该缓冲区就驻在 z 缓冲区的某些位中。常见的模板/z 缓冲区格式为 15 位的 z 和 1 位的模板，或 24 位的 z 和 8 位的模板。在描绘多边形时，可以针对每个像素，对模板的内容进行简单的算术操作。例如，可以增加或减少模板缓冲区，或在模板值没能通过一项简单的比较测试时，拒绝像素。可以将帧缓冲区的一个区域标出，然后只对标出（或未标出）的区域进行描绘，上述操作对于此类效果十分有用。各种体积效果就是很好的例子，比如阴影量。

我如何使用模板缓冲区来描绘阴影量？

这一效果以及其它体积模板缓冲区效果的关键在于模板缓冲区和 z 缓冲区之间的交互作用。带有阴影量的场景是分三个阶段描绘的。首先，照常使用 z 缓冲区来描绘没有阴影的场景。然后，在模板缓冲区中将阴影标出，如下所示。使用不可见的多边形绘制阴影量的正面，其中 z 测试被启用，而 z 写入被禁用，且在每有一个像素通过 z 测试时，就将模板缓冲区增加一次。以同样方式描绘阴影量的背面，但是要减少模板值。

现在，请考虑单独一个像素的情形。假设摄像机不在阴影量中，场景中的相应点就有有四种可能性。如果从摄像机到点的光线不与阴影量相交，则不会绘制任何的阴影多边形，而模板缓冲区依旧为零。否则，如果点在阴影量的前面，则阴影多边形会被输出 z 缓冲区，而模板依旧保持不变。如果点位于阴影量下面，则会描绘同样多的正面阴影，而模板为零，即增加的次数与减少的次数一样多。

最后一种可能性就是点位于阴影量中。在这种情况下，阴影量的背面会被输出 z 缓冲区，但正面则不然，因而模板缓冲区会为非零。结果就是，帧缓冲区位于阴影中的一些部分具有非零的模板值。最后，要实际描绘阴影，整个场景会被一个 alpha 混色的多边形集充溢一遍，其中仅模板值非零的像素受到影响。在随 DirectX SDK 一起提供的 "Shadow Volume" 示例中有关于该技巧的一个示例。