【OpenGL】LearnOpenGL学习笔记15 - 面剔除

上接：https://blog.csdn.net/weixin_44506615/article/details/150637338?spm=1001.2014.3001.5501

完整代码：https://gitee.com/Duo1J/learn-open-gl | https://github.com/Duo1J/LearnOpenGL

面剔除 （Face Culling）

对于一个立方体来说，我们最多只能看见它的三个面，有时候甚至只有两个或一个

那么我们在绘制立方体时，完全可以不用绘制那些我们看不见的面，以此来提升渲染速度

如何确定一个面我们是否能够看见呢？对于立方体的一个面，它只有面向 和背向我们两种情况，一个面在面向我们的时候可以被看见，那么旋转到背后，这个面就是背向我们了，自然就可以将这个面剔除掉

那如何定义面向 和背向?

环绕顺序

当我们在定义一组三角形顶点的时候，我们会以特定的环绕顺序来定义它们。可能是顺时针 (Clockwise) ，也可能是逆时针 (Counter-clockwise) ，如下图所示 (图片来自于LearnOpenGL)

那我们只需要设定到底时顺时针还是逆时针是正面，在绘制时去判断顺序即可进行面剔除

面剔除

我们可以这样来开启和禁用面剔除

glEnable(GL_CULL_FACE);
glDisable(GL_CULL_FACE);

glCullFace可以用来设定是要剔除正向面、背向面还是两面都剔除，默认为GL_BACK

// 剔除背向面
glCullFace(GL_BACK);

指令	描述
GL_BACK	只剔除背向面
GL_FRONT	只剔除正向面
GL_FRONT_AND_BACK	剔除正向面和背向面

glFrontFace可以用来定义是顺时针还是逆时针为正向面，默认为GL_CCW

// 逆时针为正向面 (Counter-clockwise)
glFrontFace(GL_CCW);
// 顺时针为正向面 (Clockwise)
glFrontFace(GL_CW);

我们先来看看剔除正向面的结果

glEnable(GL_CULL_FACE);
glCullFace(GL_FRONT);
glFrontFace(GL_CCW);

可以看到背包出现了多处镂空，并且右侧的草和窗户都不见了

移动相机可以看到草和窗户

接下来剔除背向面

// 开启面剔除
glEnable(GL_CULL_FACE);
glCullFace(GL_BACK);
glFrontFace(GL_CCW);

效果正常

移动相机到背包内，可以观察到镂空，并且窗户和草消失了

注意这里的窗户和草，我们都需要双面观察，所以需要在绘制这两种物体的时候关闭面剔除

// ...

// 绘制草
glDisable(GL_CULL_FACE);
for (int i = 0; i < grassPositions.size(); ++i)
{
	glm::mat4 model = glm::mat4(1);
	model = glm::translate(model, grassPositions[i]);
	grassShader.SetMat4("model", model);
	glBindVertexArray(quadVAO);
	glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 6);
	glBindVertexArray(0);
}
glEnable(GL_CULL_FACE);

// ...

// 绘制窗户
glDisable(GL_CULL_FACE);
for (std::map<float, glm::vec3>::reverse_iterator it = sortedWindowPositions.rbegin();
	it != sortedWindowPositions.rend();
	++it)
{
	glm::mat4 model = glm::mat4(1);
	model = glm::translate(model, it->second);
	windowShader.SetMat4("model", model);
	glBindVertexArray(quadVAO);
	glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 6);
	glBindVertexArray(0);
}
glEnable(GL_CULL_FACE);

// ...