OpenGL渲染质量与顶点数

Question

我正在编写一个现代OpenGL应用程序来可视化化学和凝聚物理物理的3d原子模型（分子，周期系统......）。 几年前我开始研究，我的程序的第一个版本是旧的OpenGL，现在我将它更新为现代OpenGL。

我提出了一个关于OpenGL窗口渲染质量的问题。在下面的例子中，我使用实例绘制绘制3D圆柱体和3D球体，在此模型中渲染粘合我只绘制一个圆柱体，然后我在顶点着色器中正确平移/缩放/旋转它 渲染所有键，球体渲染原子也一样。 正如你所看到它工作得很好，方法的效率是惊人的，我可以平滑地渲染数十万个原子的模型。

然而我注意到一些奇怪的东西，不知何故渲染的质量似乎取决于场景中顶点（对象，原子和键）的数量，显然三角形的数量是最重要的参数但不是唯一的一个...因为当渲染了很多顶点时质量下降...请参阅附件快照：

要在场景中渲染球体，我使用的是50x50顶点，2x50用于圆柱体（在两种情况下都是GL_TRIANGLE_STRIP）

1）在这个测试模型中，我加载：96个原子，512个半键，：~291200个顶点：

2）我放大以聚焦于一个选定的原子及其周围，在这个尺度上，结果无可挑剔：

3）我重置视图并在程序中使用构建器来增加框数 （我只是在空间的3个方向做复制品）在这里我选择做20x20x20复制品， 看到下面的结果，原始框突出显示。 在那个场景中有768000个原子，4096000个半键，因此：291200x20x20x20 = 2329600000个顶点 相当多，但它有效，但出现了一些奇怪的东西......

4）我再次放大我之前选择的模型的特定区域，特别是质量下降 在3D物体（球体/圆柱体）叠加/重叠的区域......

有人可以向我解释一下我的看法吗？

注意1：在同一窗口中，我可以将副本数量减少回原始框，再次缩放 并且看到结果回归无可挑剔。

注意2：我的程序的旧版本仍然可以正常工作（旧的OpenGL，使用glutsphere和glutcylinders的显示列表）， 我可以做同样的事情，渲染将花费更长的时间，但在我放大20x20x20的过程结束时 盒子模型，结果仍然很完美，就像单盒模型一样，显然我使用相同的显卡，驱动程序等。

Answer 1

  

有人可以向我解释一下我的看法吗？

您已经看到深度缓冲区的精度有限了。只有很多位可以使用，在透视投影中，应用了从Z距离到深度缓冲区值的线性缩放。

最佳行动方案是将透视投影矩阵的近/深度范围限制为在屏幕上实际可见的内容，以更好地利用深度缓冲。也可以线性化深度缓冲区（但这会带来性能损失）。此外，您可以尝试干净地交叉棒和球体相遇的几何形状，即将球体的顶点约束到圆柱体的表面，在那里棒和类似地约束棒状物。将顶点终止到它们相遇的球体。这样就可以避免重叠，从而避免这些伪影。