如何在 OpenGL 中对半透明三角形进行排序？

Question

我正在使用 OpenGL 编写 3D 游戏。渲染半透明三角形时出现排序问题。我知道它们需要分类，但如何分类？我不想使用 BSP 树（如果我想更改对象的位置，那么我需要重建树。）和 OIT 算法（性能昂贵）。我想按 "coverage".

对它们进行排序

我有两个半透明三角形，我使用透视相机将它们投射到屏幕上。

视口：0、0、1280、720

例如

[正确排序]黑色三角形覆盖绿色三角形。

[排序不正确]绿色三角形覆盖了黑色三角形。

图像中的三角形是不透明的，以便清楚地看到排序伪影。

我对这个问题的解决方法

将这些三角形的顶点转换为屏幕 space 坐标并通过插值 z 坐标进行比较，但是在我的图像上你可以看到黑色三角形的一个坐标在视口之外，因此这个坐标很奇怪（像这样：-2896；1423；1.169）我无法在黑色三角形上插入 z 坐标。

如何变换到屏幕space坐标

通过 MVP 矩阵变换三角形顶点
执行透视分割
转换为屏幕space

通过 MVP 矩阵转换

public Vector4f transform(Vector4f vector) {
    float x = m00 * vector.x + m10 * vector.y + m20 * vector.z + m30 * vector.w;
    float y = m01 * vector.x + m11 * vector.y + m21 * vector.z + m31 * vector.w;
    float z = m02 * vector.x + m12 * vector.y + m22 * vector.z + m32 * vector.w;
    float w = m03 * vector.x + m13 * vector.y + m23 * vector.z + m33 * vector.w;

    return new Vector4f(x, y, z, w);
}

透视鸿沟

public Vector3f perspectiveDivide() {
    float wInverse = 1.0f / w;
    return new Vector3f(x * wInverse, y * wInverse, z * wInverse);
}

转换为屏幕space

public void toScreenCoords(int width, int height) {
    x = (x * 0.5f + 0.5f) * width;
    y = (y * 0.5f + 0.5f) * height;
    z = (z + 1.0f) * 0.5f;
}

我是如何做到的

Vector4f clipspace = mvp.transform(triangle_vertex);
Vector3f ndc = clipspace.perspectiveDivide();
Vector3f screenspace = ndc.toScreenCoords(1280, 720);

我做错了什么？为什么坐标在视口外很奇怪？如何获取视口外的正确坐标？

--- 编辑 ---

我发现，如果三角形的一个坐标在视口之外，那么三角形必须一分为二。

但是如何使用裁剪space坐标和裁剪平面将三角形一分为二呢？

Answer 1

正确排序（半透明）三角形的快速简便的解决方案

"Fake projection sorting" 正如我所说。如果你可以假设三角形不会相交，那么你可以检查三角形（黑色或绿色）是否与四面体相交（绿色三角形的黑色坐标和相机位置）。

一个例子

第一个三角坐标：

0.0, 0.0, 5.0
0.0, 5.0, 5.0
5.0, 5.0, 5.0

第二个三角坐标：

0.0, 0.0, 5.0
5.0, 0.0, 5.0
5.0, 0.0, 5.0

相机位置

1.15, 5.8, 5.5

然后，四面体坐标将是三角形（例如，第一个）和相机位置的坐标。

0.0,  0.0, 5.0  // First coordinate from the first triangle
0.0,  5.0, 5.0  // Second coordinate from the first triangle
5.0,  5.0, 5.0  // Third coordinate from the first triangle
1.15, 5.8, 5.5  // Camera position

您需要做的最后一件事是检查第二个三角形是否与四面体相交。如果 second 三角形相交，则它覆盖第一个三角形。如果您使用第二个三角形的坐标来创建四面体，那么您需要检查第一个三角形的交点而不是第二个。

备注

不要使用 Java 中的 TreeSet 或 TreeMap 来比较使用 "Fake projection sorting" 的三角形，它会产生不正确的排序。

如何在 OpenGL 中对半透明三角形进行排序？

How to sort translucent triangles in OpenGL?

java

opengl

3d

translucency

正确排序（半透明）三角形的快速简便的解决方案

一个例子

备注