绘制 OBJ 模型时，OpenGL 未正确剔除面孔
OpenGL is not culling faces properly when drawing OBJ model
我正在尝试从 OBJ 文件渲染茶壶模型。我正在使用固定功能渲染管线，无法更改为可编程管线。我还想对场景应用一些基本照明和 materials，所以我的茶壶应用了闪亮的绿色 material。但是，当我将茶壶绕着 Y-Axis 旋转时，我可以清楚地看到茶壶的背面。
这是我到目前为止尝试过的方法：
更改 OpenGL 剔除面孔的方式（GL_CCW、GL_CW、GL_FRONT、GL_BACK）和 none 生成正确的结果。
更改 OpenGL 计算正面的方式（GL_FRONT、GL_CCW、GL_BACK、GL_CW）和 none 产生正确的结果。
正在测试 OBJ 文件以确保其顶点排序正确。当我将文件拖入 https://3dviewer.net/ 时，它显示的是正确的茶壶，而不是 see-through。
更改照明以查看是否有任何作用。在某些情况下，改变照明并不能阻止茶壶 see-through。
正在禁用 GL_BLEND。这什么也没做
这是我目前启用的：
glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, light0Color);
glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, light0DiffColor);
glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, light0SpecColor);
glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, position);
glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, ambientIntensity);
glEnable(GL_LIGHTING);
glEnable(GL_LIGHT0);
glEnable(GL_NORMALIZE);
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
glEnable(GL_CULL_FACE);
glCullFace(GL_CCW);
glFrontFace(GL_CCW);
以下是 material 属性：
float amb[4] = {0.0215, 0.1745, 0.0215, 1.0};
float diff[4] = {0.07568, 0.61424, 0.07568, 1.0};
float spec[4] = {0.633, 0.727811, 0.633, 1.0};
float shininess = 0.6 * 128;
glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, amb);
glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, diff);
glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, spec);
glMaterialf(GL_FRONT, GL_SHININESS, shininess);
渲染代码如下：
glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
glClearDepth(1.0);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
glLoadIdentity();
glTranslatef(0, 0, -150);
glRotatef(r, 0.0, 1.0, 0.0);
glScalef(0.5, 0.5, 0.5);
r += 0.5;
m.draw(0, 0, 0);
我不确定这是否是问题的原因，但我在下面包含了模型加载代码，以防相关：
while(std::getline(stream, line))
{
if (line[0] == 'v' && line[1] == 'n') // If we see a vertex normal in the OBJ file
{
line = line.substr(3, line.size() - 3); // Removes the 'vn ' from the line
std::stringstream ss(line);
glm::vec3 normal;
ss >> normal.x >> normal.y >> normal.z;
tempNormalData.push_back(normal);
}
if (line[0] == 'v') // If we see a vertex on this line of the OBJ file
{
line = line.substr(2, line.size() - 2); // Removes the 'v ' from the line
std::stringstream ss(line);
glm::vec3 position;
ss >> position.x >> position.y >> position.z;
tempVertData.push_back(position);
}
if (line[0] == 'f') // If we see a face in the OBJ file
{
line = line.substr(2, line.size() - 2); // Removes the 'f ' from the line
std::stringstream ss(line);
glm::vec3 faceData;
ss >> faceData.x >> faceData.y >> faceData.z;
tempFaceData.push_back(faceData);
}
}
if (tempVertData.size() != tempNormalData.size() && tempNormalData.size() > 0)
{
std::cout << "Not the same number of normals as vertices" << std::endl;
}
else
{
for (int i = 0; i < (int)tempVertData.size(); i++)
{
Vertex v;
v.setPosition(tempVertData[i]);
v.setNormal(tempNormalData[i]);
vertices.push_back(v);
}
for (int i = 0; i < tempFaceData.size(); i++)
{
Vertex v1 = vertices[tempFaceData[i].x - 1];
Vertex v2 = vertices[tempFaceData[i].y - 1];
Vertex v3 = vertices[tempFaceData[i].z - 1];
Face face(v1, v2, v3);
faces.push_back(face);
}
}
}
最后，当我绘制面孔时，我只是循环遍历面孔列表并在面上调用绘制函数 object。面部绘制函数只是包装了一个 glBegin(GL_TRIANGLES) 和一个 glEnd() 调用：
for (int i = 0; i < (int)faces.size(); i++)
{
auto& f = faces[i];
f.draw(position);
}
面部绘制功能：
glBegin(GL_TRIANGLES);
glVertex3f(position.x + v1.getPosition().x, position.y + v1.getPosition().y, position.z + v1.getPosition().z);
glNormal3f(v1.getNormal().x, v1.getNormal().y, v1.getNormal().z);
glVertex3f(position.x + v2.getPosition().x, position.y + v2.getPosition().y, position.z + v2.getPosition().z);
glNormal3f(v2.getNormal().x, v2.getNormal().y, v2.getNormal().z);
glVertex3f(position.x + v3.getPosition().x, position.y + v3.getPosition().y, position.z + v3.getPosition().z);
glNormal3f(v3.getNormal().x, v3.getNormal().y, v3.getNormal().z);
glEnd();
我真的不想实现自己的 Z-Buffer 剔除算法，我希望有一个非常简单的方法可以解决我所缺少的问题。
解决方案（感谢 Genpfault）
我没有从 OpenGL 请求深度缓冲区。我使用 Qt 作为我的窗口 API，所以我不得不从我的格式 object 中请求它，如下所示：
format.setDepthBufferSize(32);
这需要一个 32 位的深度缓冲区，解决了这个问题。
为了使面部剔除工作，您需要：
定义缠绕规则
glFrontFace(GL_CCW); // or GL_CW depends on your model and coordinate systems
设置要跳过的面
glEnable(GL_CULL_FACE);
glCullFace(GL_BACK); // or GL_FRONT depends on what you want to achieve
如您所见，这是代码中存在错误的地方，因为您使用错误的参数调用它很可能导致新的 glError 条目。
如果是凹面网格，你还需要深度缓冲区
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
但是，您的 OpenGL 上下文必须在上下文创建期间在其 pixelformat 中分配深度缓冲区位。最安全的值是 16 位和 24 位，但是现在任何像样的 gfx 卡也可以处理 32 位。如果您需要更多，那么您需要使用 FBO。
具有一致多边形缠绕的网格
wavefront obj 文件因缠绕不一致而臭名昭著，因此如果您看到某些三角形翻转，则很可能是网格文件本身存在错误。
这可以通过使用一些 3D 工具或 并反转它们的顶点和翻转法线来解决。
另外你的渲染代码 glBegin/glEnd 写得非常低效：
glVertex3f(position.x + v1.getPosition().x, position.y + v1.getPosition().y, position.z + v1.getPosition().z);
glNormal3f(v1.getNormal().x, v1.getNormal().y, v1.getNormal().z);
对于每个 component/operand 你调用一些 class 成员函数，甚至进行算术运算...... position 可以用简单的 glTranslate 在实际 GL_MODELVIEW 矩阵，如果你有一些 3D 矢量 class 尝试访问它的组件作为指针并使用 glVertex3fv 和 glNormal3fv 而不是这样会快得多。
我正在尝试从 OBJ 文件渲染茶壶模型。我正在使用固定功能渲染管线，无法更改为可编程管线。我还想对场景应用一些基本照明和 materials，所以我的茶壶应用了闪亮的绿色 material。但是，当我将茶壶绕着 Y-Axis 旋转时，我可以清楚地看到茶壶的背面。
这是我到目前为止尝试过的方法：
更改 OpenGL 剔除面孔的方式（GL_CCW、GL_CW、GL_FRONT、GL_BACK）和 none 生成正确的结果。
更改 OpenGL 计算正面的方式（GL_FRONT、GL_CCW、GL_BACK、GL_CW）和 none 产生正确的结果。
正在测试 OBJ 文件以确保其顶点排序正确。当我将文件拖入 https://3dviewer.net/ 时，它显示的是正确的茶壶，而不是 see-through。
更改照明以查看是否有任何作用。在某些情况下，改变照明并不能阻止茶壶 see-through。
正在禁用 GL_BLEND。这什么也没做
这是我目前启用的：
glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, light0Color);
glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, light0DiffColor);
glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, light0SpecColor);
glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, position);
glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, ambientIntensity);
glEnable(GL_LIGHTING);
glEnable(GL_LIGHT0);
glEnable(GL_NORMALIZE);
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
glEnable(GL_CULL_FACE);
glCullFace(GL_CCW);
glFrontFace(GL_CCW);
以下是 material 属性：
float amb[4] = {0.0215, 0.1745, 0.0215, 1.0};
float diff[4] = {0.07568, 0.61424, 0.07568, 1.0};
float spec[4] = {0.633, 0.727811, 0.633, 1.0};
float shininess = 0.6 * 128;
glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, amb);
glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, diff);
glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, spec);
glMaterialf(GL_FRONT, GL_SHININESS, shininess);
渲染代码如下：
glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
glClearDepth(1.0);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
glLoadIdentity();
glTranslatef(0, 0, -150);
glRotatef(r, 0.0, 1.0, 0.0);
glScalef(0.5, 0.5, 0.5);
r += 0.5;
m.draw(0, 0, 0);
我不确定这是否是问题的原因，但我在下面包含了模型加载代码，以防相关：
while(std::getline(stream, line))
{
if (line[0] == 'v' && line[1] == 'n') // If we see a vertex normal in the OBJ file
{
line = line.substr(3, line.size() - 3); // Removes the 'vn ' from the line
std::stringstream ss(line);
glm::vec3 normal;
ss >> normal.x >> normal.y >> normal.z;
tempNormalData.push_back(normal);
}
if (line[0] == 'v') // If we see a vertex on this line of the OBJ file
{
line = line.substr(2, line.size() - 2); // Removes the 'v ' from the line
std::stringstream ss(line);
glm::vec3 position;
ss >> position.x >> position.y >> position.z;
tempVertData.push_back(position);
}
if (line[0] == 'f') // If we see a face in the OBJ file
{
line = line.substr(2, line.size() - 2); // Removes the 'f ' from the line
std::stringstream ss(line);
glm::vec3 faceData;
ss >> faceData.x >> faceData.y >> faceData.z;
tempFaceData.push_back(faceData);
}
}
if (tempVertData.size() != tempNormalData.size() && tempNormalData.size() > 0)
{
std::cout << "Not the same number of normals as vertices" << std::endl;
}
else
{
for (int i = 0; i < (int)tempVertData.size(); i++)
{
Vertex v;
v.setPosition(tempVertData[i]);
v.setNormal(tempNormalData[i]);
vertices.push_back(v);
}
for (int i = 0; i < tempFaceData.size(); i++)
{
Vertex v1 = vertices[tempFaceData[i].x - 1];
Vertex v2 = vertices[tempFaceData[i].y - 1];
Vertex v3 = vertices[tempFaceData[i].z - 1];
Face face(v1, v2, v3);
faces.push_back(face);
}
}
}
最后，当我绘制面孔时，我只是循环遍历面孔列表并在面上调用绘制函数 object。面部绘制函数只是包装了一个 glBegin(GL_TRIANGLES) 和一个 glEnd() 调用：
for (int i = 0; i < (int)faces.size(); i++)
{
auto& f = faces[i];
f.draw(position);
}
面部绘制功能：
glBegin(GL_TRIANGLES);
glVertex3f(position.x + v1.getPosition().x, position.y + v1.getPosition().y, position.z + v1.getPosition().z);
glNormal3f(v1.getNormal().x, v1.getNormal().y, v1.getNormal().z);
glVertex3f(position.x + v2.getPosition().x, position.y + v2.getPosition().y, position.z + v2.getPosition().z);
glNormal3f(v2.getNormal().x, v2.getNormal().y, v2.getNormal().z);
glVertex3f(position.x + v3.getPosition().x, position.y + v3.getPosition().y, position.z + v3.getPosition().z);
glNormal3f(v3.getNormal().x, v3.getNormal().y, v3.getNormal().z);
glEnd();
我真的不想实现自己的 Z-Buffer 剔除算法，我希望有一个非常简单的方法可以解决我所缺少的问题。
解决方案（感谢 Genpfault）
我没有从 OpenGL 请求深度缓冲区。我使用 Qt 作为我的窗口 API，所以我不得不从我的格式 object 中请求它，如下所示：format.setDepthBufferSize(32);
这需要一个 32 位的深度缓冲区，解决了这个问题。
为了使面部剔除工作，您需要：
定义缠绕规则
glFrontFace(GL_CCW); // or GL_CW depends on your model and coordinate systems设置要跳过的面
glEnable(GL_CULL_FACE); glCullFace(GL_BACK); // or GL_FRONT depends on what you want to achieve如您所见，这是代码中存在错误的地方，因为您使用错误的参数调用它很可能导致新的
glError条目。如果是凹面网格，你还需要深度缓冲区
glEnable(GL_DEPTH_TEST);但是，您的 OpenGL 上下文必须在上下文创建期间在其
pixelformat中分配深度缓冲区位。最安全的值是 16 位和 24 位，但是现在任何像样的 gfx 卡也可以处理 32 位。如果您需要更多，那么您需要使用 FBO。具有一致多边形缠绕的网格
wavefront obj 文件因缠绕不一致而臭名昭著，因此如果您看到某些三角形翻转，则很可能是网格文件本身存在错误。
这可以通过使用一些 3D 工具或
另外你的渲染代码 glBegin/glEnd 写得非常低效：
glVertex3f(position.x + v1.getPosition().x, position.y + v1.getPosition().y, position.z + v1.getPosition().z);
glNormal3f(v1.getNormal().x, v1.getNormal().y, v1.getNormal().z);
对于每个 component/operand 你调用一些 class 成员函数，甚至进行算术运算...... position 可以用简单的 glTranslate 在实际 GL_MODELVIEW 矩阵，如果你有一些 3D 矢量 class 尝试访问它的组件作为指针并使用 glVertex3fv 和 glNormal3fv 而不是这样会快得多。