（Vries的教程是我看过的最好的可编程管线OpenGL教程，没有之一，其原地址如下，https://learnopengl-cn.github.io/04%20Advanced%20OpenGL/01%20Depth%20testing/ 关于深度测试的详细知识了解请看原教程，本篇旨在对Vires基于visual studio平台的编程思想与c++代码做纯Qt平台的移植，重在记录自身学习之用）

程序源代码链接：https://pan.baidu.com/s/1IiVLsr5PB7FGpuvVL7HVzg 提取码：soln

编译环境：Qt5.9

编译器：MSVC

IDE：QtCreator

一.啥是个深度测试

最简单的莫过于对同一个场景做一个

  glEnable(GL_DEPTH_TEST); //深度测试

开启与关闭的对比。

开启效果：

关闭效果：

差别在于，深度测试开启后，渲染效果有了空间立体感，各物体可以很明显感知到前后左右的位置关系。

关闭后，一切的渲染效果按照各物体的绘制顺序展现。比如淡蓝色的河流流域是最后绘画的，不管从哪个视角看，河流永远在前面。

所以深度测试与glViewport()视口函数相关。需要确定各个物体的片段谁前谁后的关系。需要根据视角观察位置，记录所有片段与视角位置的深度关系。这个记录工具称为深度缓冲。每绘制一个新物体，就将这个物体片段的深度信息"a"与深度缓冲已存储的深度"b"做对比，如果a<b, 说明a在b的前面，则绘制a，并更新深度缓冲。

所以每一次视角观察位置的变化，都要重新清理一次深度缓冲，

为方便起见，每一帧的渲染都对深度缓冲做一个清理重设，用以下函数

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

二.深度测试函数

当然我们可以控制深度测试的比较函数，确定什么情况通过测试，只有通过测试的片段才能被渲染。

我们可以修改这个比较规则，默认规则是当片段的深度值小于深度缓冲中的存储值时，测试通过。即

   glDepthFunc(GL_LESS);

像Vries一样，我们搭一个小场景。两个立方体，一个平面。

选择默认比较函数

glDepthFunc(GL_LESS);

场景正常显示。

选择比较函数GL_ALWAYS, 所有片段永远通过深度测试，则展示顺序按程序中片段的绘制顺序来。

glDepthFunc(GL_ALWAYS);

平面是最后被绘制的，所以永远在前。

三.深度值精度

这里解释一下，每个像素的深度缓冲是一个介于0.0到1.0之间的浮点数值，场景中物体每个片段的深度应同样换算至这个范围内，再进行比较。一种简单的换算方法是线性换算。

near与far是投射投影perspective的平截面体中近平面与远平面的位置。

这样，物体的z值与near=1，far=50平截面体的深度是这样的一种关系。

但实际中，永远不会出现这样的线性插值！！！因为要保证距离摄像头较近范围的精度问题，所以我们要假设深度与1/z成某种正比关系，距离摄像头近的范围，精度大，远的精度小。简单假设一个深度计算公式：

这是一种深度与z值的非线性关系，当z值在1~10之间时，深度值在0~0.9之间，距离较近的地方，深度计算会更加细致精细。这就给了近处的物体很大的深度精度，因为我们没必要给远处的精度与近处一样。

当然，这就会产生一个问题：

深度缓冲中的0.5并不代表，这个片段的z值在近远平面之间，而是非常接近近平面！！！

四.深度缓冲的可视化

片段着色器中的内建变量gl_FragCoord.z包含了该片段的深度值，当然是非线性的深度值，近处精度高，远处精度小。

因为这个变量的值介于0.0~1.0之间，所以我们可以直接将其输出看效果

新建箱子cube与平面plane的非线性着色器：

cube_nonLinear.vert

#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 aPos;

uniform mat4 model;
uniform mat4 view;
uniform mat4 projection;

void main(){
  gl_Position = projection * view * model * vec4(aPos, 1.0f);

}

cube_nonLinear.frag

#version 330 core
out vec4 FragColor;

void main(){
  FragColor = vec4(vec3(gl_FragCoord.z), 1.0);
}

看效果，整个界面基本都是白色的，为什么呢，因为我们假设的perspective的平截面体的near是0.1f, far是100.0f

而非线性深度函数对近平面的精度非常高，且整个场景据视角观察位置非常近，所以绝大多数片段的深度值大于0.9，

而rgb(0.9f, 0.9f, 0.9f)已经非常接近白色了，所以整个场景基本就是白色的。

只有非常接近视角位置的片段深度值才会小，才会接近黑色

我们在将非线性深度转换为线性深度，观察颜色变化：

cube_linear.vert

#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 aPos;

uniform mat4 model;
uniform mat4 view;
uniform mat4 projection;

void main(){
  gl_Position = projection * view * model * vec4(aPos, 1.0f);

}

cube_linear.frag

#version 330 core
out vec4 FragColor;

uniform float near;
uniform float far;

float LinearizeDepth(float depth){
  float z = depth * 2.0 - 1.0; // back to NDC
  return (2.0 * near * far) / (far + near - z * (far - near));
}

void main(){
  float depth = LinearizeDepth(gl_FragCoord.z) / far; // 为了演示除以 far
  FragColor = vec4(vec3(depth), 1.0);
}

转换公式看这篇文章，我没看懂。。。。。

http://www.songho.ca/opengl/gl_projectionmatrix.html