如何在OpenGL中将多边形带到前景？

Question

下面的代码创建2个红色和绿色的正方形多边形。
我正在尝试在绿色上方放置一个红色正方形，但不能。
声明深度缓冲区，必要时清理深度，正确配置正交系统。
如果我指定的值不在（2; -2）范围内，则多边形会消失。

#include <...>

constexpr auto FPS_RATE = 120;
int windowHeight = 600, windowWidth = 600, windowDepth = 600;

void init();
void idleFunction();
void displayFunction();
double getTime();

double getTime()
{
  using Duration = std::chrono::duration<double>;
  return std::chrono::duration_cast<Duration>(
    std::chrono::high_resolution_clock::now().time_since_epoch()
    ).count();
}

const double frame_delay = 1.0 / FPS_RATE;
double last_render = 0;

void init()
{
  glutDisplayFunc(displayFunction);
  glutIdleFunc(idleFunction);
  glMatrixMode(GL_PROJECTION);
  glLoadIdentity();
  glOrtho(-windowWidth / 2, windowWidth / 2, -windowHeight / 2, windowHeight / 2, 2, -2);
  glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
}

void idleFunction()
{
  const double current_time = getTime();
  if ((current_time - last_render) > frame_delay)
  {
    last_render = current_time;
    glutPostRedisplay();
  }
}

void displayFunction()
{
  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
  glPushMatrix();
  //move the red square to the foreground
  glTranslatef(-32.5, -32.5, 2);
  glColor3f(1, 0, 0);
  glBegin(GL_POLYGON);
  glVertex3i(-150, 150, 0);
  glVertex3i(150, 150, 0);
  glVertex3i(150, -150, 0);
  glVertex3i(-150, -150, 0);
  glEnd();
  glPopMatrix();
  glPushMatrix();
  //move the green square to the background
  glTranslatef(32.5, 32.5, -2);
  glColor3f(0, 1, 0);
  glBegin(GL_POLYGON);
  glVertex3i(-150, 150, 0);
  glVertex3i(150, 150, 0);
  glVertex3i(150, -150, 0);
  glVertex3i(-150, -150, 0);
  glEnd();
  glPopMatrix();
  glutSwapBuffers();
}

int main(int argc, char* argv[])
{
  glutInit(&argc, argv);
  glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB);
  glutInitWindowSize(windowWidth, windowHeight);
  glutInitWindowPosition((GetSystemMetrics(SM_CXSCREEN) - windowWidth) / 2, (GetSystemMetrics(SM_CYSCREEN) - windowHeight) / 2);
  glutCreateWindow("Window");
  init();
  glutMainLoop();
  return 0;
}

Answer 1

您必须启用Depth Test：

glEnable( GL_DEPTH_TEST );

---

默认的深度测试功能（glDepthFunc）是<（GL_LESS）。
如果到远平面的距离为2.0，并且用2.0的z坐标绘制几何图形，则该几何图形将被远平面裁剪，因为几何图形的深度不小于深度缓冲区的初始化深度。

将深度函数更改为<=（GL_LEQUAL）：

glDepthFunc( GL_LEQUAL );

---

在Right-handed系统中，视区z轴指向视口之外。 因此，如果z坐标“小于”，则该对象在另一个对象“之后”。

投影矩阵从视图空间转换为规范化的设备空间。与视图空间相比，归一化设备空间是左手系统，其中z轴指向视口。范围[-1，1]（从前到后）中的规范化设备z坐标映射到深度值（通常在范围[0，1]中），该深度值用于深度测试。 br /> 为了解决该问题，glOrtho会反转z轴，如果将 ear 参数设置得比少，则将 far 参数设置为以下（建议将函数设置为使用）。
当几何图形从视图空间转换为规范化的设备空间时，这导致深度（z）顺序不变。

请注意，glOrtho(-w, w, -h, h, -z, z)与glScaled(1.0/w, 1.0/h, -1.0/z)相同

由于示例中的正交投影未使z轴反向，因为近> 远，

glOrtho(-windowWidth / 2, windowWidth / 2, -windowHeight / 2, windowHeight / 2, 2, -2);

z坐标必须更大，才能“落后”。

如果绿色矩形应该位于红色矩形之后，则必须更改正投影（近 <远）。例如：

glOrtho(-windowWidth / 2, windowWidth / 2, -windowHeight / 2, windowHeight / 2, -2, 2);

---

如果您不想更改投影，则必须交换几何的z坐标：

glPushMatrix();
//move the red square to the foreground
glTranslatef(-32.5, -32.5, -2.0); // foreground because near > far
// ...
glPopMatrix();

glPushMatrix();
//move the green square to the background
glTranslatef(32.5, 32.5, 2.0);   // background because near > far
// ...
glPopMatrix();