Dlaczego dzielę Z przez W w rzucie perspektywicznym w OpenGL?

Question

Sądzę, że jest to raczej pytanie matematyczne, niż pytanie OpenGL, ale dygresja. W każdym razie, jeśli cały cel perspektywy dzieli się na uzyskanie współrzędnych X i Y, po co zawracać sobie głowę dzieleniem Z przez W? W jaki sposób mogę uzyskać w w pierwszej kolejności?

Answer 1

W rzeczywistości wyjaśnienie ma znacznie więcej wspólnego z ograniczeniami bufora głębokości niż z matematyką.

W najprostszym przypadku "bufor głębi jest teksturą, w której piksel na ekranie ma przypisaną wartość skali szarości w zależności od jego odległości od kamery, co pozwala łatwo zmieniać efekty wizualne wraz z odległością." ^Source

Dokładniej, bufor głębokości tekstury zawierający wartość Z/wagowo dla każdego fragment, gdzie:

• Z jest odległością od najbliższej wycinek płaszczyzny do fragmentu.
• W to odległość od kamery do fragmentu.

W poniższym schematem przedstawiającym zależność pomiędzy Z, wag i Z/wag, n jest równy parametrowi zNear przekazywany do gluPerspective lub równoważną funkcję i f jest równy parametrowi zFar przekazanemu do tej samej funkcji.

Na pierwszy rzut oka, ten system wyglądać nieintuicyjne. Jednak w wyniku tego oo/w zawsze wartość zmiennoprzecinkową między 0 i 1 (0/n i F/f), a zatem mogą być przedstawione w postaci pojedynczego kanału lub tekstura.

Druga ważna uwaga: bufor głębi jest nieliniowy, co oznacza, że ​​obiekt znajdujący się dokładnie pomiędzy bliską a daleką płaszczyzną przycinania jest nigdzie bliski wartości 0,5 w buforze głębokości. Jak pokazano powyżej, korelowałoby to z wartością 0,999 w buforze głębokości. W zależności od widoku może to być dobre lub złe; możesz chcieć, aby bufor głębi był bardziej szczegółowym zbliżeniem (które to jest) lub oferował nawet szczegóły w całym (czego nie ma).

TL, DR:

• podzielić z przez w tak, że zawsze znajduje się w przedziale [0, 1].
• W to odległość od kamery do fragmentu.