OpenGL-ES 学习(2)---- DepthTest-编程知识

深度测试

OpenGL-ES 深度测试是指在片段着色器执行之后，利用深度缓冲区所保存的深度值决定当前片段是否被丢弃的过程

深度缓冲区通常和颜色缓冲区有着相同的宽度和高度，一般由窗口系统自动创建并将其深度值存储为 16、 24 或 32 位浮点数。(注意只保存深度值)

当深度测试开启的时候， OpenGL-ES 才会测试深度缓冲区中的深度值；如果此测试通过，深度缓冲内的值可以被设为新的深度值；如果深度测试失败，则丢弃该片段。

深度测试是在片段着色器运行之后(并且在模板测试运行之后)在屏幕空间 (screen space) 中执行的。

与屏幕空间坐标相关的视区是由 OpenGL-ES 的视口设置函数 glViewport 函数给定，并且可以通过片段着色器中内置的 gl_FragCoord 变量访问。

gl_FragCoord 的 X 和 y 表示该片段的屏幕空间坐标 ((0，0) 在左下角)，其取值范围由 glViewport 函数决定，屏幕空间坐标原点位于左下角。

gl_FragCoord 还包含一个 z 坐标，它包含了片段的实际深度值，此 z 坐标值是与深度缓冲区的内容进行比较的值。

深度缓冲区中包含深度值介于 0.0 和 1.0 之间，物体接近近平面的时候，深度值接近 0.0 ，物体接近远平面时，深度接近 1.0。

深度测试实现

开启深度测试后，如果片段通过深度测试，OpenGL-ES 自动在深度缓冲区存储片段的 gl_FragCoord.z 值，如果深度测试失败，那么相应地丢弃该片段。

如果启用深度测试，那么需要在渲染之前使用 **glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT); **清除深度缓冲区，否则深度缓冲区将保留上一次进行深度测试时所写的深度值。

另外在一些场景中，我们需要进行深度测试并相应地丢弃片段，但我们不希望更新深度缓冲区，那么可以设置深度掩码**glDepthMask(GL_FALSE);**实现禁用深度缓冲区的写入（只有在深度测试开启时才有效）。

glEnable(GL_DEPTH_TEST);
glDepthFunc(GL_LESS);
glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f);

OpenGL-ES 深度测试是通过深度测试函数 glDepthFunc 控制深度测试是否通过和如何更新深度缓冲区。

参数	作用说明
GL_ALWAYS	永远通过测试
GL_NEVER	永远不通过测试
GL_LESS	片段值小于深度缓冲区通过测试
GL_EQUAL	片段值等于深度缓冲区通过测试
GL_LEQUAL	片段值小于等于深度缓冲区通过测试
GL_NOTEQUAL	片段值不等于等于深度缓冲区通过测试
GL_GREATER	片段值大于深度缓冲区通过测试
GL_GEQUAL	片段值大于等于深度缓冲区通过测试

深度测试启用后，默认情况下深度测试函数使用 GL_LESS，这将丢弃深度值高于或等于当前深度缓冲区的值的片段。

代码实现

原理：绘制了两张图片，并且设置投影矩阵，使其都绕着 Y 轴旋转，注意这两张图片的初始化的 Z 轴坐标是不一致的，所以会出现不同的深度，此时的深度可以理解为 Camera
系统里的景深的概念。

如果开启深度测试，近端的画面会遮挡远端，出现正确的深度效果
如果不开启，会出现两张图片在抢夺 Z 的现象

static int Init(ESContext *esContext)
{UserData *userData = esContext->userData;const char vShaderStr[] ="#version 300 es                             \n""uniform mat4 u_mvpMatrix;                   \n""layout(location = 0) in vec4 a_position;    \n""layout(location = 1) in vec2 a_texCoord;   \n""out vec2 v_texCoord;                       \n""void main()                                 \n""{                                           \n""   gl_Position = u_mvpMatrix * a_position;  \n""   v_texCoord = a_texCoord;                \n""}                                           \n";char fShaderStr[] ="#version 300 es                                     \n""precision mediump float;                            \n""in vec2 v_texCoord;                                 \n""layout(location = 0) out vec4 outColor;             \n""uniform sampler2D s_texture;                        \n""vec4 tempColor;                                     \n""void main()                                         \n""{                                                   \n""  tempColor = texture( s_texture, v_texCoord );    \n""  outColor = vec4(tempColor.r, tempColor.b, tempColor.g, tempColor.a); \n""}                                                   \n";userData->programObject = esLoadProgram(vShaderStr, fShaderStr);userData->samplerLoc = glGetUniformLocation(userData->programObject, "s_texture");userData->textureIdFront = loadTgaTextures("./Huskey.tga");userData->textureIdBack = loadTgaTextures("./scene.tga");userData->mvpLoc = glGetUniformLocation(userData->programObject, "u_mvpMatrix");userData->angle = 0.0f;// 启用深度测试glEnable(GL_DEPTH_TEST);glDepthFunc(GL_LESS);glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f);return TRUE;
}static void Draw(ESContext *esContext)
{UserData *userData = esContext->userData;GLfloat vertices1[] = {-0.7f,  0.7f, 0.5f,  // 左上-0.7f, -0.7f, 0.5f,  // 左下0.7f, -0.7f, 0.5f,  // 右下0.7f,  0.7f, 0.5f   // 右上};GLfloat vertices2[] = {// 顶点坐标 (x, y, z)-0.5f,  0.5f, 0.1f, -0.5f, -0.5f,  0.1f, 0.5f, -0.5f,  0.1f, 0.5f,  0.5f,  0.1f, };GLfloat texCoords[] = {// 纹理坐标 (s, t)0.0f, 0.0f,  0.0f, 1.0f,  1.0f, 1.0f,   1.0f, 0.0f, };GLushort indices[] = { 0, 1, 2, 0, 2, 3 };glViewport(0, 0, esContext->width, esContext->height);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);glUseProgram(userData->programObject);glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(GLfloat), vertices1);glVertexAttribPointer(1, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 2 * sizeof(GLfloat), texCoords);glEnableVertexAttribArray(0);glEnableVertexAttribArray(1);glUniformMatrix4fv(userData->mvpLoc, 1, GL_FALSE, (GLfloat *)&userData->mvpMatrix.m[0][0]);// Bind the textureglActiveTexture(GL_TEXTURE0);glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, userData->textureIdFront);// Set the sampler texture unit to 0glUniform1i(userData->samplerLoc, 0);glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_SHORT, indices);glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(GLfloat), vertices2);glEnableVertexAttribArray(0);glActiveTexture(GL_TEXTURE0);glUniformMatrix4fv(userData->mvpLoc, 1, GL_FALSE, (GLfloat *)&userData->mvpMatrix.m[0][0]);glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, userData->textureIdBack);glUniform1i(userData->samplerLoc, 0);glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_SHORT, indices);}static void Update(ESContext *esContext, float deltaTime)
{UserData *userData = esContext->userData;ESMatrix perspective;ESMatrix orthographic;ESMatrix modelview;float    aspect;// Compute a rotation angle based on time to rotate the cubeuserData->angle += (deltaTime * 40.0f);if (userData->angle >= 360.0f){userData->angle -= 360.0f;}aspect = (GLfloat)esContext->width / (GLfloat)esContext->height;// Generate a perspective matrix with a 60 degree FOV// 如果不需要 Perspective 可以不设置esMatrixLoadIdentity(&perspective);esPerspective(&perspective, 45.0f, aspect, 1.0f, 20.0f);//  Generate a model view matrix to rotate/translate the cube//  沿着 Z 轴负方向平移两个位置//  沿着 y 轴旋转一定的角度  x y z repsents x y z rotateesMatrixLoadIdentity(&modelview);esTranslate(&modelview, 0.0, 0.0, -2.0);esRotate(&modelview, userData->angle, 0.0, 1.0, 0.0);esMatrixMultiply(&userData->mvpMatrix, &modelview, &perspective);}
static void ShutDown(ESContext *esContext)
{UserData *userData = esContext->userData;glDeleteTextures(1, &userData->textureIdFront);glDeleteTextures(1, &userData->textureIdBack);glDeleteProgram(userData->programObject);
}