OpenGL - 如何访问深度缓冲区值？ - 或者：gl_FragCoord.z与渲染深度到纹理

Question

我想访问像素着色器中当前处理过的像素的深度缓冲区值。

我们如何实现这一目标？基本上，似乎有两种选择：

1. 渲染纹理的深度。我们怎样才能做到这一点以及权衡什么呢？
2. 使用gl_FragCoord.z提供的值 - 但是：这是正确的值吗？

Answer 1

问题1：您无法直接从片段着色器中的深度缓冲区读取（除非我最近不熟悉的扩展名）。您需要渲染到帧缓冲对象（FBO）。典型步骤：

1. 创建并绑定FBO。如果您之前没有使用过FBO，请查找glGenFramebuffers和glBindFramebuffer等来电。
2. 创建纹理或渲染缓冲区以用作颜色缓冲区，并使用GL_COLOR_ATTACHMENT0或glFramebufferTexture2D将其附加到FBO的glFramebufferRenderbuffer附着点。如果您只关心此渲染过程的深度，则可以跳过此过程并在没有颜色缓冲区的情况下进行渲染。
3. 创建深度纹理，并将其附加到FBO的GL_DEPTH_ATTACHMENT附着点。
4. 您的渲染会创建您想要使用的深度。
5. 使用glBindFramebuffer切换回默认的帧缓冲区。
6. 将深度纹理绑定到片段着色器使用的采样器。
7. 您的片段着色器现在可以从深度纹理中进行采样。

问题2：gl_FragCoord.z是着色器正在操作的片段的深度值，不片段位置深度缓冲区的当前值。

Answer 2

gl_FragCoord.z是当前片段的窗口空间深度值。它与存储在深度缓冲区中的值无关。如果片段不是discard并且它通过模板/深度测试，则 以后 可以将值写入深度缓冲区。

从技术上讲，有一些硬件优化可以尽早编写/测试深度，但是对于所有意图和目的，gl_FragCoord.z不是存储在深度缓冲区中的值。

除非您在多次传递中渲染，否则无法在片段着色器中读取和写入深度缓冲区。也就是说，您不能使用深度纹理来读取深度，然后转身并写入新的深度。这类似于尝试在片段着色器中实现混合，除非您使用DX11类硬件和图像加载/存储做一些奇特的事情，它只是不起作用。

如果您只需要阴影贴图等最终绘制场景的深度，那么您可以执行仅深度预传递来填充深度缓冲区。在第二遍中，您将读取深度缓冲区但不写入它。