c++ - 从 glm::project 输出计算 z-buffer

Question

我想根据 glm::project 的输出计算对象位置的 z 缓冲区。下面代码中z-buffer的计算来自https://en.wikipedia.org/wiki/Z-buffering .

我尝试过的

int windowWidth = 800;
int windowHeight = 600;
float positions[] = {-42.5806f, 27.8838f, 49.9729f} // Example point
glm::mat4 model;
glm::mat4 view;
glm::mat4 proj;

view = glm::lookAt(
    glm::vec3( 0.0f, 0.0f, 2.0f ),
    glm::vec3( 0.0f, 0.0f, 0.0f ),
    glm::vec3( 0.0f, 1.0f, 0.0f )
    );

proj = glm::perspective( 45.0f, aspect, 0.1f, 10.0f );

// Get screen coordinates from an object point
glm::vec3 screenCoords = glm::project(
   glm::vec3( positions[0], positions[1] , positions[2] ),
   view*model,
   proj,
   glm::vec4( 0, 0, windowWidth, windowHeight )
);

// Calculating the z-buffer
int zFar = 10;
int zNear = 0.1;
float zBufferValue = (zFar+zNear ) / ( zFar-zNear ) + ( 1/screenCoords.z) * ( ( -2*zFar*zNear ) / ( zFar - zNear ) );

问题

无论我如何旋转模型或使用哪个点，zBufferValue 的值都是 1。根据维基页面，该值应介于 -1(近平面)和 1(远平面)之间。

我的计算有什么问题吗？

Answer 1

您的最后一行代码是多余的。深度计算是在投影变换(以及随后的透视划分)期间完成的。 glm::project 的本质是这样的:

// P:  projection matrix
// MV: modelview matrix
// v:  vertex to convert to screen space

vec4 result = P * MV * vec4(v, 1.0f);
result /= result.w;     // perspective divide

// convert X/Y/Z from normalized device coords to screen coords...
result.z = (result.z + 1.0f) * 0.5f;
// ...

return vec3(result);

它还将 X/Y 坐标从标准化设备空间 [(-1, -1), (1, 1)] 转换为屏幕空间 [(0, 0), (viewport_width, viewport_height)] 但由于您只关心深度缓冲区，所以我在上面省略了这一步。

因此忽略代码的最后 3 行，screenCoords.z 应该包含一个与您从 glReadPixels 中获得的值相同的深度缓冲区值.

当然，存储在显卡上的实际位数取决于深度缓冲区的大小以及 OpenGL 的使用设置。特别是，如果您使用自定义 glDepthRange上面的值将与深度缓冲区中存储的值不同。