opengl 裁剪算法示例

OpenGL裁剪算法是一种用于减少渲染工作量的技术，它通过只绘制位于视口（viewport）内以及裁剪区域内的几何体，提高图形性能。裁剪过程发生在GPU上，分为近裁剪和远裁剪两个步骤：

1. 近裁剪（Clip to Viewport）: 首先，将模型空间中的坐标转换到窗口空间（Viewport），然后应用视口变换矩阵。这个矩阵决定了最终显示在屏幕上的范围。

2. 软件或硬件裁剪：在这个阶段，计算每个顶点是否在视口矩形内部（称为“窗口测试”）。如果不在，则会被丢弃，不会继续渲染。

3. 远裁剪（Clip to Frustum）: 如果顶点通过了窗口测试，就会进一步进行深度裁剪，检查它们是否位于相机的裁剪平面（frustum）内。裁剪平面由六个平行于投影平面的平面定义，包括左、右、上、下、近和远。

以下是一个简单的Python伪代码示例（实际操作在GPU上，不直接在代码中体现）：

# 假设我们有一个四边形顶点列表（model_vertices）
# 和一个当前视口和裁剪区域

def clip_to_viewport(vertices):
    # 应用视口变换
    viewport_transformed = apply_viewport_matrix(vertices)

    # 窗口测试
    window_tested = [v for v in viewport_transformed if is_point_in_window(v)]

return window_tested

def clip_to_frustum(window_tested_vertices):
    # 应用远裁剪
    frustum_tested = [v for v in window_tested_vertices if is_point_in_frustum(v)]

return frustum_tested