1、深度

所謂深度，就是在openGL坐標(biāo)系中，像素點(diǎn)Z坐標(biāo)距離攝像機(jī)的距離。攝像機(jī)可能放在坐標(biāo)系的任何位置，那么，就不能簡單的說Z數(shù)值越大或越小，就是越靠近攝像機(jī)。

2、深度緩沖區(qū)

深度緩沖區(qū)原理就是把一個(gè)距離觀察平面(近裁剪面)的深度值(或距離)與窗口中的每個(gè)像素相關(guān)聯(lián)。

首先，使用glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT),把所有像素的深度值設(shè)置為最大值(一般是遠(yuǎn)裁剪面)。

然后，在場景中以任意次序繪制所有物體。硬件或者軟件所執(zhí)行的圖形計(jì)算把每一個(gè)繪制表面轉(zhuǎn)換為窗口上一些像素的集合，此時(shí)并不考慮是否被其他物體遮擋。

其次，OpenGL會(huì)計(jì)算這些表面和觀察平面的距離。如果啟用了深度緩沖區(qū)，在繪制每個(gè)像素之前，OpenGL會(huì)把它的深度值和已經(jīng)存儲(chǔ)在這個(gè)像素的深度值進(jìn)行比較。新像素深度值<原先像素深度值，則新像素值會(huì)取代原先的；反之，新像素值被遮擋，他顏色值和深度將被丟棄。

為了啟動(dòng)深度緩沖區(qū)，必須先啟動(dòng)它，即glEnable(GL_DEPTH_TEST)。每次繪制場景之前，需要先清除深度緩沖區(qū)，即glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT)，然后以任意次序繪制場景中的物體。

數(shù)學(xué)基礎(chǔ)：

待渲染的照相機(jī)空間中的深度經(jīng)常定義為近距 near 到遠(yuǎn)距 far 之間的 z 值，Z坐標(biāo)和X、Y坐標(biāo)一樣。在變換、裁減和透視除法后，Z的范圍為-1.0~1.0。DepthRange映射指定Z坐標(biāo)的變換，這與用于將X和Y映射到窗口坐標(biāo)的視口變換類似，在透視變換之后，得到新的 z' 值：

其中 z 是照相機(jī)空間的值，它有時(shí)候也表示為 w 或者 w'。

結(jié)果 z' 是在 -1 到 1 之間歸一化之后的值，其中近距 near 平面位于 -1 處，遠(yuǎn)距 far 平面位于 1 處。在這個(gè)范圍之外的相應(yīng)點(diǎn)在視圖體之外，不需要進(jìn)行渲染。

為了實(shí)現(xiàn)深度緩沖，在整個(gè)屏幕空間上的對(duì)當(dāng)前多邊形頂點(diǎn)之間進(jìn)行插值來計(jì)算 z' 的值，通常這些中間數(shù)值在深度緩沖區(qū)中用定點(diǎn)數(shù)格式保存。距離近距 near 平面越近，z' 值越密；距離越遠(yuǎn)，z' 值越稀。這樣距離照相機(jī)越近精度越高。near 平面距離照相機(jī)越近，則遠(yuǎn)距離位置的精度越低。near 平面距離照相機(jī)太近是在遠(yuǎn)距離物體產(chǎn)生人為誤差的一個(gè)常見因素。

3、深度測試

OpenGL中的深度測試是采用深度緩存器算法，消除場景中的不可見面。在默認(rèn)情況下，深度緩存中深度值的范圍在0.0到1.0之間，這個(gè)范圍值可以通過函數(shù)：glDepthRange (nearNormDepth, farNormalDepth);將深度值的范圍變?yōu)閚earNormDepth到farNormalDepth之間。這里nearNormDepth和farNormalDepth可以取0.0到1.0范圍內(nèi)的任意值，甚至可以讓nearNormDepth > farNormalDepth。這樣，通過glDepthRange函數(shù)可以在透視投影有限觀察空間中的任意區(qū)域進(jìn)行深度測試。

另一個(gè)非常有用的函數(shù)是：glClearDepth (maxDepth);參數(shù)maxDepth可以是0.0到1.0范圍內(nèi)的任意值。glClearDepth用maxDepth對(duì)深度緩存進(jìn)行初始化，而默認(rèn)情況下，深度緩存用1.0進(jìn)行初始化。由于在進(jìn)行深度測試中，大于深度緩存初始值的多邊形都不會(huì)被繪制，因此glClearDepth函數(shù)可以用來加速深度測試處理。這里需要注意的是指定了深度緩存的初始化值之后，應(yīng)調(diào)用： glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT); 完成深度緩存的初始化。

在深度測試中，默認(rèn)情況是將需要繪制的新像素的z值與深度緩沖區(qū)中對(duì)應(yīng)位置的z值進(jìn)行比較，如果比深度緩存中的值小，那么用新像素的顏色值更新幀緩存中對(duì)應(yīng)像素的顏色值。這種比較測試的方式可以通過函數(shù)：glDepthFunc(func);進(jìn)行修改。其中參數(shù)func的值可以為GL_NEVER（沒有處理）、GL_ALWAYS（處理所有）、GL_LESS（小于）、GL_LEQUAL（小于等于）、GL_EQUAL（等于）、GL_GEQUAL（大于等于）、GL_GREATER（大于）或GL_NOTEQUAL（不等于），其中默認(rèn)值是GL_LESS。這些測試可以在各種應(yīng)用中減少深度緩存處理的的計(jì)算。