android - 混合和 Z 缓冲区在 2 个独立的着色器程序之间共享？

Question

我有 2 个着色器程序 - 一个用于渲染带有纹理的 Sprite ，第二个用于渲染多边形。我像这样启用了混合和 Z 缓冲区:

GLES20.glEnable(GLES20.GL_BLEND);
GLES20.glBlendFunc(GLES20.GL_ONE, GLES20.GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);

GLES20.glEnable( GLES20.GL_DEPTH_TEST );
GLES20.glDepthFunc( GLES20.GL_LEQUAL );
GLES20.glDepthMask( true ); 
GLES20.glDepthRangef(0,  maxZDepth); //maxZDepth = 100f;

我的渲染包含 2 个渲染调用 (glDrawElements):一个用于 Sprite ，紧接着用于具有足够着色器程序的多边形...将对象数据(顶点等...)发送到着色器的顺序从对象的最低 Z 值到最高值，我还必须将这样的指令添加到我的 Sprite 着色器中:

if(gl_FragColor.a == 0.0)
    discard;

现在，混合和 Z 缓冲区可以正常工作，但一次只能在一个着色器的范围内工作。第一个着色器绘制的对象的混合似乎与第二个着色器无关......这是一个例子:

这里的 Sprite 比它下面的棕色多边形具有更高的 Z 值，这就是为什么它被绘制在多边形上但混合失败并且您可以看到 Sprite 周围显示灰色背景(由 glClearColor 创建)......

有人知道解决这个问题的好方法吗？我考虑过将 2 个着色器程序合并为一个，然后只有 1 个渲染调用，我希望这能解决它，但我更愿意为 Sprite 和多边形保留 2 个单独的着色器程序...

Answer 1

根据简短的评论讨论，问题是:

深度缓冲区每个像素只保存一个深度。部分透明的像素结合了来自不同深度的两种颜色。但它只能分配一个深度。这最终成为更近像素的深度。

在一个理想的世界中，如果你在远处画一些不透明的东西，然后画一些近处透明的东西，然后画一些介于两者之间的不透明的东西，那么最终的输出将是中间的东西和附近的东西的混合。实际发生的是透明的东西将其深度设置为深度缓冲区。当你开始绘制中间的东西时，不会输出任何像素，因为它比深度缓冲区中最近的东西更远。所以你最终会把远处的东西和近处的东西混合在一起，就好像中间的东西从来没有画过一样。

有很多解决方案，具体取决于您想要达到的精确程度、多少几何体至少部分透明以及您有多少时间。

首先，如果您有任何绝对完全不透明的几何图形，那么您可以先绘制所有这些图形，以最有效的顺序为准。

将透明几何体排序并从后往前渲染是最明显的解决方案。这很好，除了不是所有的几何图形都可以通过返回到前面来正确绘制(参见例如相互重叠)，并且在最天真的实现中，您的 GL 状态更改最终可能会非常昂贵，而不是使用一个着色器绘制 50,000 个三角形，然后切换并绘制 50,000 秒，你绘制一个三角形，切换，绘制，切换，绘制等，用于 99,999 个切换。

如果附加透明度是可以接受的，那么您可以按任何旧顺序填充透明内容，而根本不写入深度缓冲区。

Nvidia 提出的一些建议是利用多重采样，但可能会提高一点。想象一下更像是为每个像素组合 8x8 或 16x16 像素样本。在那种情况下，您绘制透明度不是通过从帧缓冲区读取、混合和再次写出，而是通过编写例如如果透明度为 50%，每个单元格中只有一半的样本。你随机选择一半。随着单元格大小的增加，这会为您提供与顺序无关的透明度，从而提高质量。

假设您的多边形始终是不透明的，而您的 sprite 都可能部分透明，那么，正如我认为您现在正在做的那样，首先绘制多边形，然后按从后到前的顺序绘制 sprite。