从零开始游戏开发——3.4 片断处理

　　在光栅阶段，除了要通过片断着色程序（OpenGL叫法）着色外，还需要进行裁剪测试、Alpha测试、模板测试、深度测试、混合操作，这些操作在OpenGL、D3D、Vulkan等操作顺序不尽相同，在软件渲染器，片断着色程序是渲染管线的瓶颈所在，因此这里的光栅化之后流程如下，这里的橙色部分任意一条执行失败，都不会继续执行后面操作。

　　裁剪测试：用来表示绘制过程定义的一个矩形区域，只有位于这个区域内的像素才会被最终绘制。

　　模板测试：模板测试用到了模板缓冲区，可以实现各种特效，有些阴影算法会用到模板。模板缓冲区可进行读写操作，使用启用测试时，首先设定一个参考值和Mask值，在模板测试阶段对当前像素模板缓冲区中的值与Mask按位与后和设置的参考值进行比较，得到比较结果后对模板缓冲区当前像素值执行一些操作，比较结果通过时，继续执行下个阶段。这里的比较操作包含：

　　　　never：比较结果总是返回false。

　　　　always：比较结果总是返回true。

　　　　equal：模板值与参考值相等返回true，否则返回false。

　　　　not equal：模板值与参考值不等返回true，否则返回false。

　　　　less than：模板值小于参考值返回true，否则返回false。

　　　　less or equal：模板值小于等于参考值返回true，否则返回false。

　　　　greater than：模板值大于参考值返回true，否则返回false。

　　　　greater or equal：模板值大于等于参考值返回true，否则返回false。

 对模板值的操作分为三种情况，分别为模板测试不同过，深度测试不通过和模板测试与深度测试均通过。针对这三种情况，模板值可进行以下操作：

　　　　zero：将模板缓冲区的值置为0。

　　　　keep：保持当前模板缓冲区中的数值不变。

　　　　replace：参考值替换模板缓冲区中的值。

　　　　invert：模板缓冲区的值按位取反。

　　　　increment：当前模板缓冲区的值小于最大模板值，则模板值加1。

　　　　decrement：当前模板缓冲区的值大于0，则模板值减1。

　　 深度测试：深度测试用到了深度缓冲区，即zbuffer。在光栅化时得到的当前待绘制点的1/z值与缓冲区中的值进行比较，如果通过测试，则写深度值，并继续执行下一个操作，这里比较操作与上面模板比较操作相同。这里所以是1/z，是因为前面提到通过透视投影后，z值遇到到[-1,1]区间是非线性的，如果使用z值进行深度测试，将造成摄像机远处的很大范围深度值映射于很小的范围内，从而导致精度缺失，从1/z是线性的，储存1/z则可以解决这个问题。

　　Alpha测试：着色Alpha值与设置的值进行比较，只有满足比较结果的才进行下一个阶段，Alpha测试通过条件通栏包括never、always、equal、not equal、less than、 less than or equal、greater than、greater or equal。

　　混合：最终颜色值将与FrameBuffer中的颜色值进行混合，计算公式为：finalValue = sourceFactor * sourceValue operation destinationFactor * destinationValue，sourceValue是上个阶段计算出的颜色值，destinationValue是帧缓存中的颜色值，sourceFactor和destinationFactor为混合因子，其代表的值有如下几种：

　　　　One：1

　　　　Zero：0

　　　　SrcColor：源RGB的值

　　　　SrcAlpha：源A值

　　　　DstColor：目标RGB值

　　　　DstAlpha：目标A值

　　　　OneMinusSrcColor：(1,1,1) - SrcColor

　　　　OneMinusSrcAlpha：1- SrcAlpha

　　　　OneMinusDstColor：(1,1,1) - DstColor

　　　　OneMinusDstAlpha：1 - DstAlpha

operation可以有以下几种：

　　　　Add：源结果+目标结果

　　　　Sub：源结果-目标结果

　　　　RevSub：目标结果-源结果

　　经过以上几个操作，颜色值就可以写入的Framebufer中了。