对数深度缓冲区OpenGL

Question

我已经设法在OpenGL中实现了一个对数深度缓冲区，主要是来自Outerra的文章（你可以阅读它们here，here和here） 。但是，我遇到了一些问题，我不确定这些问题是否是使用对数深度缓冲区所固有的，或者是否有一些我无法想到的解决方法。

刚开始，这就是我在顶点着色器中计算对数深度的方法：

gl_Position = MVP * vec4(inPosition, 1.0);
gl_Position.z = log2(max(ZNEAR, 1.0 + gl_Position.w)) * FCOEF - 1.0;
flogz = 1.0 + gl_Position.w;

这就是我在片段着色器中修复深度值的方法：

gl_FragDepth = log2(flogz) * HALF_FCOEF;

ZNEAR = 0.0001，ZFAR = 1000000.0，FCOEF = 2.0 / log2(ZFAR + 1.0)和HALF_FCOEF = 0.5 * FCOEF。在我的例子中，C是1.0，以简化我的代码并减少计算。

对于初学者来说，我对我获得的精确程度非常满意。使用正常的深度缓冲（znear = 0.1，zfar = 1000.0），我会朝视距的边缘进行相当多的z-fighting。现在，随着我的进一步znear：zfar，我把第二个地平面放在第一个以下0.01个单位，我找不到任何z-fighting，无论我把相机放大多远（我得到一点z-战斗时只有0.0001（0.1毫米），但是meh）。

但是，我确实有一些问题/担忧。

1）我得到的平面剪裁比我的普通深度缓冲更多，看起来很难看。它发生在逻辑上它确实不应该的情况下。以下是我的意思截图：

剪掉地面。

剪切网格。

这两种情况都是我没有使用普通深度缓冲区的情况，我宁愿看不到（特别是前者）。编辑：问题1是使用glEnable(GL_DEPTH_CLAMP)正式解决的。

2）为了使其工作，我需要写入gl_FragDepth。我试过不这样做，但结果是不可接受的。写入gl_FragDepth意味着我的显卡无法进行早期z优化。这将不可避免地让我陷入困境，所以我想尽快解决它。

3）我需要能够检索存储在深度缓冲区中的值（我已经有了帧缓冲和纹理），然后将其转换为线性视图空间坐标。我真的不知道从哪里开始这个，我之前做过它的方式涉及逆投影矩阵，但我不能在这里真正做到这一点。有什么建议吗？

Answer 1

近平面削波独立于深度测试，但通过剪切 cli空间体积。在现代OpenGL中，可以使用深度夹紧来使事情再次变得美观。见http://opengl.datenwolf.net/gltut/html/Positioning/Tut05%20Depth%20Clamping.html#d0e5707

Answer 2

1）在您使用的等式中：   gl_Position.z = log2（max（ZNEAR，1.0 + gl_Position.w））* FCOEF - 1.0; 不应该有ZNEAR，因为那与它无关。这个常量只是为了避免log2参数为零，例如你可以在那里使用1e-6。

但是否则深度钳位将解决问题。

2）您可以避免仅在自适应细分中使用gl_FragDepth，这会将插值误差保持在边界内。例如，在Outerra中，地形被自适应地测量，因此在地形上不会出现明显的错误。但是当关闭时，对象需要片段深度写入，因为长屏幕空间三角形将具有线性插值和正确对数值之间的差异。

请注意，最新的AMD驱动程序现在支持NV_depth_buffer_float扩展名，因此现在可以使用Reversed floating-point depth buffer设置。据我所知，英特尔GPU尚不支持它。

3）此处描述了向视图空间深度的转换：https://stackoverflow.com/a/18187212/2435594

Answer 3

回答可能有点迟了。 无论如何，重构Z使用log2版本：

realDepth = pow(2,(LogDepthValue + 1.0)/Fcoef) - 1.0;