Sử dụng độ phân giải đầy đủ của bộ đệm độ sâu để hiển thị 2D

Tôi đang làm việc trên một trình kết xuất từ ​​trước ra sau cho động cơ 2D bằng cách sử dụng phép chiếu chính tả. Tôi muốn sử dụng bộ đệm sâu để tránh rút tiền. Tôi có bộ đệm độ sâu 16 bit, camera ở Z = 100 nhìn vào Z = 0, zNear là 1 và zFar là 1000. Mỗi kết xuất sprite đặt tọa độ Z của nó thành các giá trị ngày càng xa, cho phép kiểm tra độ sâu bỏ qua kết xuất bất cứ điều gì bên dưới.

Tuy nhiên, tôi biết cách các vị trí Z kết thúc với các giá trị bộ đệm Z là phi tuyến tính. Tôi muốn sử dụng độ phân giải đầy đủ của bộ đệm độ sâu 16 bit, tức là cho phép 65536 giá trị duy nhất. Vì vậy, với mỗi sprite được hiển thị, tôi muốn tăng vị trí Z lên vị trí tiếp theo để tương quan với giá trị bộ đệm độ sâu duy nhất tiếp theo.

Nói cách khác, tôi muốn biến chỉ số tăng dần (0, 1, 2, 3 ...) của sprite được kéo vào vị trí Z thích hợp cho mỗi sprite để có giá trị bộ đệm độ sâu duy nhất. Tôi không chắc chắn về toán học đằng sau này. Tính toán để làm điều này là gì?

Lưu ý Tôi đang làm việc trong WebGL (về cơ bản là OpenGL ES 2) và tôi cần hỗ trợ nhiều loại phần cứng, vì vậy, trong khi các tiện ích mở rộng như gl_FragDepth có thể giúp việc này dễ dàng hơn, tôi không thể sử dụng nó vì lý do tương thích.

Thật vậy, các giá trị được lưu trữ trong bộ đệm z không phải là tuyến tính với tọa độ z thực tế của các đối tượng của bạn, mà là đối ứng của chúng, để mang lại độ phân giải nhiều hơn cho những gì ở gần mắt hơn so với những gì ở gần mặt phẳng phía sau.

Những gì bạn làm là bạn ánh xạ của bạn zNearđể 0và bạn zFarđến 1. Đối với zNear=1và zFar=2, nó sẽ trông như thế này

Cách tính toán này được xác định bởi:

z_buffer_value = k * (a + (b / z))

Ở đâu

 k = (1 << N), maximum value the Z buffer can store
 N = number of bits of Z precision
 a = zFar / ( zFar - zNear )
 b = zFar * zNear / ( zNear - zFar )
 z = distance from the eye to the object

... và z_buffer_value là một số nguyên.

Phương trình trên được mang đến cho bạn nhờ sự giúp đỡ của trang tuyệt vời này , giải thích bộ đệm z theo cách thực sự tốt.

Vì vậy, để tìm thấy sự cần thiết zcho một cái nhất định z_buffer_value, chúng tôi chỉ cần xóa z:

z = (k * b) / (z_buffer_value - (k * a))

Có lẽ bạn nên thay đổi cách tiếp cận của bạn với một cái gì đó đơn giản hơn. Tôi sẽ làm gì; Giữ điều sâu Z của bạn, nhưng giữ một danh sách những gì bạn kết xuất. Sắp xếp danh sách đó dựa trên giá trị Độ sâu z và hiển thị các đối tượng theo thứ tự của danh sách.

Hy vọng điều này có thể giúp đỡ. Mọi người luôn nói với tôi để giữ cho mọi thứ đơn giản.

Vì bạn đã có một danh sách sắp xếp các thứ cần kết xuất (từ trước ra sau), bạn có thực sự cần tăng chỉ số Z không? Bạn không thể sử dụng "ít hơn hoặc bằng" cho "chức năng kiểm tra"? Bằng cách này, nó thực sự sẽ kiểm tra xem một pixel cụ thể đã được vẽ hay chưa.