如何在OpenGL中将多边形带到前景？

Question

下面的代码创建了2个方形多边形，红色和绿色。
我正试图在绿色的顶部放置一个红色方块，但我不能。
声明深度缓冲区，必要时清理，正确配置正交系统。
如果我指定一个超出范围（2; -2）的值，则多边形将按原样消失。

#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

你要启用深度测试 ：

glEnable( GL_DEPTH_TEST );

---

默认深度测试功能（ glDepthFunc ）为< （ GL_LESS ）。
如果到远平面的距离为2.0并且使用z坐标为2.0绘制几何图形，则几何图形将被远平面剪切，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 );

---

在右手系统中，视图空间z轴指向视口外。 因此，如果z坐标是“小于”，则该对象在另一个对象“后面”。

投影矩阵从视图空间转换为规范化设备空间。 与视图空间相比，规范化设备空间是左手系统，其中z轴指向视口中。 范围[-1,1]（从前到后）的归一化设备z坐标被映射到深度值（通常在范围[0,1]中），其用于深度测试。
要处理glOrtho反转z轴，如果near参数设置小于far参数（这是建议使用的函数）。
这导致当几何体从视图空间转换为规范化设备空间时，深度（z）顺序不会改变。

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

由于z轴在您的示例中未被正投影反转，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”。

如果绿色矩形应该在红色矩形后面，那么你必须改变正交投影（ 靠近 < 远 ）。 例如：

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

---

如果您不想更改投影，则需要交换几何的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();