Z-Buffer 的奇怪行为

Question

我正在使用延迟着色方法来渲染场景，但由于 Z-Buffer 的奇怪行为，我在使用天空盒技术时遇到了问题。我创建了额外的帧缓冲区并附加了 5 个纹理，其中一个用作深度缓冲区。第一个通道是一个几何通道，它用所需的数据填充纹理，第二个通道渲染最终对象，并将纹理和闪电应用到主帧缓冲区，最后一个通道渲染天空盒。问题是Skybox被忽略了（Z-Buffer检查失败，所以它是不可见的）。

在渲染Skybox时，我将secondary framebuffer映射为GL_READ_FRAMEBUFFER，将main framebuffer（screen）映射为GL_DRAW_FRAMEBUFFER，这样就可以使用secondary framebuffer的深度缓冲了，那么我将深度函数设置为 GL_LEQUAL。并且只有当我将深度函数更改为 GL_GREATER（或 GL_ALWAYS）时，才能看到天空盒，但是它是在对象的顶部渲染的。

顶点着色器：

#version 330

layout (location = 0) in vec3 Position;

uniform mat4 M;
uniform mat4 V;
uniform mat4 P;

out vec3 TexCoord0;

void main()
{
    vec4 MVP_Pos = P * V * M * vec4(Position, 1.0);
    gl_Position = MVP_Pos.xyww;
    TexCoord0 = Position;
}

模型矩阵是天空盒到相机坐标的平移产物。

glDepthFunction 设置为 GL_LEQUAL：

glDepthFunction 设置为 GL_GREATER：

Z 缓冲区的内容：

更新 1：我试过这样使用 glBlitFramebuffer：

glBindFramebuffer(GL_READ_FRAMEBUFFER, m_fbo); //Additional framebuffer
glBindFramebuffer(GL_DRAW_FRAMEBUFFER, 0);
glDepthMask(GL_TRUE);
glBlitFramebuffer(0, 0, WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT, 0, 0, WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT, GL_DEPTH_BUFFER_BIT, GL_NEAREST);

但是没用。主深度缓冲区包含黑色像素数组。

更新 2：

//FBO initialization
glGenFramebuffers(1, &m_fbo);
glBindFramebuffer(GL_DRAW_FRAMEBUFFER, m_fbo);

// Create gbuffer textures
glGenTextures(ARRAY_SIZE_IN_ELEMENTS(m_textures), m_textures);
glGenTextures(1, &m_depthTexture);

for (unsigned int i = 0; i < ARRAY_SIZE_IN_ELEMENTS(m_textures); i++) {
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, m_textures[i]);

    glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
    glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);

    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB32F, WindowWidth, WindowHeight, 0, GL_RGB, GL_FLOAT, NULL);

    glFramebufferTexture2D(GL_DRAW_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0 + i, GL_TEXTURE_2D, m_textures[i], 0);
    }

// depth buffer
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, m_depthTexture);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_DEPTH_COMPONENT32F, WindowWidth, WindowHeight, 0, GL_DEPTH_COMPONENT, GL_FLOAT,
        NULL);
glFramebufferTexture2D(GL_DRAW_FRAMEBUFFER, GL_DEPTH_ATTACHMENT, GL_TEXTURE_2D, m_depthTexture, 0);

GLenum DrawBuffers[] = { GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_COLOR_ATTACHMENT1, GL_COLOR_ATTACHMENT2, GL_COLOR_ATTACHMENT3 };
glDrawBuffers(ARRAY_SIZE_IN_ELEMENTS(DrawBuffers), DrawBuffers);

GLenum Status = glCheckFramebufferStatus(GL_FRAMEBUFFER);

if (Status != GL_FRAMEBUFFER_COMPLETE) {
    fprintf(stderr, "FB error, status: 0x%x\n", Status);
    return false;
}

天空盒缓冲区：

GLfloat cube_vertices[] = {
        // front
        -1.0, -1.0, 1.0,
        1.0, -1.0, 1.0,
        1.0, 1.0, 1.0,
        -1.0, 1.0, 1.0,
        // back
        -1.0, -1.0, -1.0,
        1.0, -1.0, -1.0,
        1.0, 1.0, -1.0,
        -1.0, 1.0, -1.0,
    };

    GLushort cube_elements[] = {
        // front
        0, 1, 2,
        2, 3, 0,
        // top
        3, 2, 6,
        6, 7, 3,
        // back
        7, 6, 5,
        5, 4, 7,
        // bottom
        4, 5, 1,
        1, 0, 4,
        // left
        4, 0, 3,
        3, 7, 4,
        // right
        1, 5, 6,
        6, 2, 1,
    };

Answer 1

When rendering a Skybox, I map the secondary framebuffer as a GL_READ_FRAMEBUFFER and main framebuffer (screen) as a GL_DRAW_FRAMEBUFFER, so the depth buffer of the secondary framebuffer can be used,

事情不是这样的。 GL_READ_FRAMEBUFFER 与深度测试无关。它用作 glReadPixels 或 glBlitFramebuffer 等操作的来源。但是对于任何类型的渲染，只有 GL_DRAW_FRAMEBUFFER 是相关的。这包括深度测试。

不幸的是，您不能将用户定义的渲染目标（如渲染缓冲区或纹理）与 window-系统提供的缓冲区混合，因此您无法在使用特定深度测试时渲染到最终屏幕.因此，您要么必须使用自定义深度缓冲区对 FBO 进行额外的渲染传递，并将结果 blit 到屏幕，要么您可以将自定义深度缓冲区的内容 blit 到 window-system provided one and用那个渲染。

Answer 2

我找到了解决办法。附加帧缓冲区有 32 bits/pixel，但主帧缓冲区只有 24，这导致 glBlitFramebuffer 无法工作。所以正确的帧缓冲区初始化应该是这样的：

glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_DEPTH_COMPONENT24, WindowWidth, WindowHeight, 0, GL_DEPTH_COMPONENT, GL_FLOAT,
        NULL);

Z-Buffer 的奇怪行为

Weird behaviour of Z-Buffer

c++

opengl

zbuffer

glsl

skybox