关于OpenGL中深度截取（GL_DEPTH_CLAMP）的讲解_depth clamp

首先了解下视椎体，关于透视投影视椎体，如下图所示

在视觉坐标系下，片段fragment的深度放缩到0-1之间的一个有限范围内。片段的深度值为0的话则表明它与近裁截面

重合相交（如果是真实世界的话就是刺入你的眼睛），1代表物体的最远距离（但不是无限远）。为了消除远裁截面

并在任意距离上绘制图形，我们需要在深度缓存depth buffer中储存任意大的深度值–当然这是计算机不可能实现的。

那么假设，我们希望在Z轴方向上可以看到近平面和远平面之外的场景，该怎么办？特别是在进行阴影区域渲染

时，要尽可能多的沿着Z轴方向保留几何图形，下面深度截取就起到作用了。

OpenGL可以用深度数值截取到0-1范围选项来关闭近远截面所造成的截面。这意味着任何在近平面之前，和远平面之

后的几何体都会被最终投射到平面之上从而被看见。

下面通过一个演示程序，在不开启深度截取的情况下，几何图形在视椎体范围的变化过程，代码如下：

#include <GLTools.h>
#include <GLShaderManager.h>
#include <GLFrustum.h>
#include <GLBatch.h>
#include <GLMatrixStack.h>
#include <GLGeometryTransform.h>
#include <StopWatch.h>
 
#include <math.h>
#include <stdio.h>
#pragma comment(lib, "gltools.lib")
#ifdef __APPLE__
#include <glut/glut.h>
#else
#define FREEGLUT_STATIC
#include <GL/glut.h>
#endif
 
 
GLShaderManager		shaderManager;			// Shader Manager
GLMatrixStack		modelViewMatrix;		// Modelview Matrix
GLMatrixStack		projectionMatrix;		// Projection Matrix
GLFrustum			viewFrustum;			// View Frustum
GLGeometryTransform	transformPipeline;		// Geometry Transform Pipeline
 
GLTriangleBatch		torusBatch;
GLBatch				floorBatch;
 
 
//
// This function does any needed initialization on the rendering
// context. 
void SetupRC()
{
	// Initialze Shader Manager
	shaderManager.InitializeStockShaders();
 
	glEnable(GL_DEPTH_TEST);  //glEnable(GL_DEPTH_CLAMP)  开启深度截取功能，暂时先不开启
	glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);
 
	glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
 
	// This makes a torus
	gltMakeTorus(torusBatch, 0.4f, 0.15f, 30, 30);
 
 
	floorBatch.Begin(GL_LINES, 324);
	for (GLfloat x = -20.0; x <= 20.0f; x += 0.5) {
		floorBatch.Vertex3f(x, -0.55f, 20.0f);
		floorBatch.Vertex3f(x, -0.55f, -20.0f);
 
		floorBatch.Vertex3f(20.0f, -0.55f, x);
		floorBatch.Vertex3f(-20.0f, -0.55f, x);
	}
	floorBatch.End();
}
 
 
///
// Screen changes size or is initialized
void ChangeSize(int nWidth, int nHeight)
{
	glViewport(0, 0, nWidth, nHeight);
 
	// Create the projection matrix, and load it on the projection matrix stack
	viewFrustum.SetPerspective(35.0f, float(nWidth) / float(nHeight), 1.0f, 100.0f);
	projectionMatrix.LoadMatrix(viewFrustum.GetProjectionMatrix());
 
	// Set the transformation pipeline to use the two matrix stacks 
	transformPipeline.SetMatrixStacks(modelViewMatrix, projectionMatrix);
}
 
 
// Called to draw scene
void RenderScene(void)
{
	// Color values
	static GLfloat vFloorColor[] = { 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f };
	static GLfloat vTorusColor[] = { 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f };
 
	// Time Based animation
	static CStopWatch	rotTimer;
	float yRot = rotTimer.GetElapsedSeconds() * 60.0f;
 
	// Clear the color and depth buffers
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 
 
	// Save the current modelview matrix (the identity matrix)
	modelViewMatrix.PushMatrix();
 
	// Draw the ground
	shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT,
		transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(),
		vFloorColor);
	floorBatch.Draw();
 
	// Draw the spinning Torus
	modelViewMatrix.Translate(0.0f, 0.0f, -1.2f);
	modelViewMatrix.Rotate(yRot, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
	shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(),
		vTorusColor);
	torusBatch.Draw();
 
	// Restore the previous modleview matrix (the idenity matrix)
	modelViewMatrix.PopMatrix();
 
	// Do the buffer Swap
	glutSwapBuffers();
 
	// Tell GLUT to do it again
	glutPostRedisplay();
}
 
 
int main(int argc, char* argv[])
{
	gltSetWorkingDirectory(argv[0]);
 
	glutInit(&argc, argv);
	glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);
	glutInitWindowSize(800, 600);
 
	glutCreateWindow("OpenGL SphereWorld");
 
	glutReshapeFunc(ChangeSize);
	glutDisplayFunc(RenderScene);
 
	GLenum err = glewInit();
	if (GLEW_OK != err) {
		fprintf(stderr, "GLEW Error: %s\n", glewGetErrorString(err));
		return 1;
	}
 
 
	SetupRC();
	glutMainLoop();
	return 0;
}

最终运行的结果如下：

从上图可以看出，当几何图形运行到近平面之外时，不在进行显示。下面在代码中的SetupRC()函数里面添加

glEnable(GL_DEPTH_CLAMP),开启深度截取功能。

程序运行结果如下：

从这两个动画可以明显的区别出是否开启深度截取，对几何图形的影响。