Jakie są metody renderowania przezroczystości w OpenGL

Mieszanie alfa można włączyć, aby powierzchnie były przezroczyste, na przykład:

glDisable(GL_DEPTH_TEST); //or glDepthMask(GL_FALSE)? depth tests break blending
glEnable(GL_BLEND);
glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);

Ale działa to tylko wtedy, gdy obiekty są renderowane w kolejności od początku do końca. W przeciwnym razie rzeczy w tle pojawią się przed bliższymi obiektami, np. Podłoga na obrazku poniżej. W przypadku cząstek i elementów GUI sortowanie byłoby OK, ale w przypadku siatek trójkątów wydaje się, że byłoby to zbyt trudne i wolne, jak omówiono tutaj: https://www.opengl.org/wiki/Transparency_Sorting .

Jakie są typowe metody radzenia sobie z tym? Wiem, że jest to dość szerokie i nie wymagam dogłębnych szczegółów implementacyjnych, tylko krótki opis niektórych podejść i tego, co może być zaangażowane.

Zestaw technik pozwalających uniknąć jawnego zamawiania jest nazywany „Niezależna przejrzystość zamówień” (w skrócie OIT).

Istnieje wiele technik OIT.

Historycznie jednym z nich jest Peeling Głębokości . W tym podejściu najpierw renderujesz fragmenty / piksele znajdujące się z przodu, a następnie znajdujesz się najbliżej tego, który znaleziono w poprzednim kroku i tak dalej, z taką ilością „warstw”, ile potrzebujesz. Nazywa się to peelingiem głębinowym, ponieważ przy każdym przejściu „obierasz” jedną warstwę głębokości. Całą warstwę można wtedy normalnie połączyć ponownie od tyłu do przodu. Aby wdrożyć ten algorytm, musisz mieć kopię bufora głębokości.

Kolejnym zestawem technik są mieszane OIT. Jednym z najnowszych i interesujących jest Weighted Blended OIT zaproponowany przez McGuire i Bavoil . Zasadniczo stosuje sumę ważoną dla wszystkich powierzchni zajmujących dany fragment. Proponowany przez nich schemat ważenia oparty jest na przestrzeni Z kamery (jako przybliżenie do okluzji) i nieprzezroczystości.
Chodzi o to, że jeśli możesz zredukować problem do ważonej kwoty, tak naprawdę nie zależy ci na zamawianiu.

Oprócz oryginalnego artykułu, na blogu Matta Pettineo znajduje się świetne źródło informacji o szczegółach implementacji i problemach ważonego mieszanego OIT . Jak można przeczytać w jego poście, technika ta nie jest srebrną kulą. Główny problem polega na tym, że schemat ważenia ma kluczowe znaczenie i należy go dostosować do sceny / treści. Z jego eksperymentów, chociaż technika wydaje się działać dobrze w przypadku względnie małego i średniego krycia, nie udaje się, gdy krycie zbliża się do 1, a zatem nie można jej stosować z materiałów, w których duża część powierzchni jest nieprzezroczysta (podaje przykład liści).

Ponownie wszystko sprowadza się do tego, jak dostroić wagi głębokości i znalezienie tych, które idealnie pasują do twoich przypadków użycia, niekoniecznie jest trywialne.

Jeśli chodzi o to, co jest potrzebne do ważonego mieszanego OIT, nic więcej niż dwa dodatkowe cele renderowania. Taki, który wypełniasz wstępnie pomnożonym kolorem alfa (kolor * alfa) i alfa, oba odpowiednio ważone. Drugi tylko dla obciążników.

Jedną z opcji jest użycie peelingu głębokiego.

Zasadniczo jeden przetwarza scenę określoną liczbę razy (powiedzmy nrazy) w celu ustalenia najbliższych, drugich najbliższych, aż do nnajbliższych fragmentów sceny.

Przetwarzanie odbywa się najpierw poprzez zastosowanie regularnego testu głębokości do całej sceny (co naturalnie zwraca najbliższą powierzchnię). Następnie wykorzystuje się wynik testu głębokości, aby odfiltrować pierwszą warstwę, ignorując wszystko z mniejszą głębokością niż zwrócona w teście głębokości.

Ponowne zastosowanie testu głębokości zwróci drugą warstwę. Powtórz w razie potrzeby.

Po utworzeniu warstw możesz po prostu narysować wszystkie warstwy w odwrotnej kolejności (zakładając, że śledziłeś kolory RGBA dla każdej warstwy), mieszając normalnie, ponieważ warstwy są w kolejności od przodu do tyłu.

Creme de la creme jednoprzebiegowego braku (lub kilku) zagraża przejrzystości w OpenGL jest buforem A. Dzięki nowoczesnemu OpenGL możliwe jest wdrożenie:

http://blog.icare3d.org/2010/06/fast-and-accurate-single-pass-buffer.html

Unika wielokrotnych przejść głębokiego obierania i nie wymaga uciążliwego sortowania.