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title: "Z-Buffer 深度缓存"
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date: 2022-05-18T14:07:33+08:00
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##### Painter's Algorithm 画家算法
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起源于油画绘制方式，从后往前，依次覆盖后面的物体
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需要对不同深度的物体进行分类来确定面与面的绘制顺序，复杂度为$O(n\log n)$,其中n为三角形的个数，也存在一个无法解决的问题，不能处理无法确定绘制顺序的物体，例如下图互相遮挡的情况
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###### Z-Buffer
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主要思想
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1. 对于每一个采样点或像素存储一个最小的z值(深度值)
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2. 存储方式与frame buffer存储颜色值的方式相同，在depth buffer里存储深度值
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出于简化考虑，我们通常认为z值始终是正数，这意味着越小的值代表采样点或像素距离相机越近，越大的值则代表距离越远
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Z-Buffer会在生成渲染图的同时根据各采样点（像素）的深度值生成深度图,颜色越深代表距离越近，越浅则越远
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算法
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初始化depth buffer的所有值为$\infty$
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在光栅化的流程中增加如下伪代码流程
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```s
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for (each triangle T)
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for(each sample(x,y,z)in T) //循环每一个采样点，深度值在采样时确定
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if(z<zbuffer[x,y]) //判断深度值大小，确定远近
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framebuffer[x,y]=rgb; //更新颜色值
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zbuffer[x,y]=z; //更新深度值
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else
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; //什么都不做，因为采样流程已经完成
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```
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整体算法流程会形成如下图效果，复杂度为O(n),n为三角形面的数量
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