Z-Buffer算法优化：单深度缓存实现

"Z-Buffer算法是计算机图形学中用于消隐的一种技术，它通过比较像素的深度值来决定哪个像素应该在前，哪个在后。通常，Z-Buffer算法需要一个与图像大小相等的深度缓存数组，但有一种改进算法只需要一个深度缓存变量zb。消隐是消除投影变换后产生的图形二义性，目的是得到物体的真实图形。消隐分为消隐线和消隐面，早期关注线框图的消隐线问题，随着显示器技术的发展，重点转向了消隐面。消隐算法可以根据处理对象和空间分为消隐线算法、消隐面算法、物空间算法和像空间算法。" Z-Buffer算法是一种在像空间中实现的消隐技术，它专注于每个像素的处理，通过比较每个像素位置的深度值（Z值）来确定最近的物体表面。传统的Z-Buffer算法需要一个与图像分辨率相匹配的Z值数组，每个像素对应一个深度值。然而，有一种优化方法仅使用一个深度缓存变量zb，尽管这种方法在实际应用中可能不如全尺寸Z-Buffer精确，但可以节省大量的存储空间。 消隐的基本思想是消除观察者视角中被遮挡的部分，使得最终呈现的图像更接近真实世界的视觉效果。消隐线算法处理的是物体边界的可见性，而消隐面算法则处理整个面的可见性。线消隐需要判断线与线、线与面的遮挡关系，而面消隐则更复杂，通常涉及到计算每个像素对应物体表面的可见性。 物空间算法在物体的原始坐标系中进行，考虑所有物体之间的相互遮挡关系，精度较高但计算量大。相反，像空间算法在观察坐标系（即屏幕坐标系）中处理，以像素为单位，计算每个像素对应的最近物体表面，速度较快但精度受限于屏幕分辨率。 在实际应用中，为了提高消隐算法的效率，会采用多种策略，如画家算法、Z-Buffer算法、扫描线算法等。画家算法按照物体的远近顺序逐个绘制，简单但不适用于复杂场景。扫描线Z-Buffer算法结合了Z-Buffer和扫描线算法的优点，逐行处理像素并更新Z-Buffer，是实时渲染中常用的方法。 区域子分割算法和光线投射算法则是另外两种消隐方法，前者通过细分几何区域来处理遮挡，后者模拟光线从观察者到物体的传播过程，计算可见性。 消隐是计算机图形学中至关重要的一步，它确保了我们看到的图像能够准确反映三维空间中的物体关系。Z-Buffer算法及其改进版本是现代图形处理中不可或缺的工具，它们为构建逼真的虚拟世界提供了坚实的技术基础。