4 - 面剔除

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为了节省片段着色器的执行数以提升效率，OpenGL只渲染观察者能看到的面，这被称为面剔除（Face Culling）。

面剔除

原理

OpenGL能够检查面向观察者的面，并渲染他们，而丢弃那些背向的面，从而节省很多的片段着色器调用。OpenGL通过 分析顶点的环绕顺序(Winding Order) 来判断哪些面是正向的，哪些面是背向的。

当我们定义一组三角形时，会以顺时针/逆时针的方式去定义它的三个顶点：

默认情况下，OpenGL将 逆时针顶点所定义的三角形认作正向三角形。

例如上图，我们用逆时针顺序定义了这两个三角形，观察者只能看到前面的三角形（逆时针正向），而看不到后面的三角形（顺时针背向）；观察者绕到后面时同理，他也只能看到他面前的三角形（本图中背向的三角形此时是正向的），而看不到后面的三角形（本图中正向的三角形此时是背向的）。

使用

OpenGL的面剔除选项默认是禁用的，要想启用面剔除，得启用 GL_CULL_FACE选项：

glEnable(GL_CULL_FACE);

这一行代码以后，所有背向面都将被丢弃。例如下图中的地板，只能从下面看到它：

要想改变剔除的面类型，可以通过glCullFace(GlEnum xxx)来修改，它有三个可用的选项：

  • GL_BACK：只剔除背向面
  • GL_FRONT：只剔除正向面
  • GL_FRONT_AND_BACK：剔除正向和背向面

它的初始值是GL_BACK。

也能修改正向面的定义方式，通过glFrontFace(GlEnum xxx)来修改：

  • GL_CCW：逆时针方向，是默认值
  • GL_CW：顺时针方向

参考资料

  • 面剔除 - LearnOpenGL CN (learnopengl-cn.github.io)