是什么导致一个表面与另一个表面重叠？

我无法真正弄清楚是什么原因导致一个表面与另一个表面重叠。在我创建的3D引擎中，我的技术在极端情况下失败了。

我的方法是从最远到最近对要绘制的表面进行排序。为了确定紧密度，我在比较平均z值。但是，有时重叠的表面的平均z值比重叠的表面高。因此，距离较远的表面会被绘制在距离较近的表面上-产生如下奇怪的渲染：

只能看到立方体的紫色前表面，而红色的侧面涂在紫色的表面上。紫色表面的平均z值较高，因此“更远”。所以我对此技术是否正确存有疑问。

我还尝试过获取相机（即原点）到曲面的距离，但随后我需要一个点。我选择了每个表面的中间，但这似乎并不总是可行，因为并非所有表面都一样大。

因此，确定表面到原点的紧密程度的可靠方法是什么？

您似乎正在尝试实现Painters算法。我猜您正在尝试从头开始编写光栅化程序作为学习练习，因为大多数现代3D硬件都使用Bart提到的内容（Z / Depth缓冲区）。为了使painters算法在所有情况下都能正常工作，您需要准备在渲染表面时细分表面以解决可能的情况（例如Wikipedia页面上显示的重叠多边形问题）。

通过从最远到最接近的渲染，您还花费时间渲染像素，这些像素以后可能会被其他多边形遮挡，当您开始在多边形上放置纹理和复杂的着色器时，这会浪费宝贵的周期。这就是现代硬件希望您从前到后进行渲染的原因，使用深度缓冲区来确定要渲染的像素是否比屏幕上的像素更远（因此可以丢弃）。

即使使用最先进的加速硬件，您仍然需要从头到尾对所有半透明的多边形进行排序和渲染，仅在渲染所有不透明多边形之后才进行渲染。

您所拥有的是可见性问题。一种解决方案是使用z-buffer。

根据其平均z值对面进行排序是无效的，因为平均z值无法提供有关顶点甚至表面像素的实际z值的信息。

示例（警告，前面是ASCII艺术）：

          /
         /
cam     /
-->    / 
      /
     /--       <--B
    /
    ^--A

有两个面A和B。从相机的角度看，A位于B的前面。但是B的平均z值较小。让我们看一下其他z值：

• A的最小z值为4
• A的最大z值为11
• 因此A的平均z值为7.5
• B的最小z值为6
• B的最大z值为8
• 因此B的平均z值为7

您可以尝试按它们的最小z值对它们进行排序，但在某些情况下也不可行。仅使用一个z值就无法正确地对任意面进行排序。

在Newell的算法http://en.wikipedia.org/wiki/Newell的s_algorithm中，您要做的是对z值的最小/最大范围进行排序。如果两个脸部的范围不重叠，则可以确定哪个在前面。如果他们这样做，有时您绝对必须分开面孔。有时，只要对每个顶点进行光线追踪以进行遮挡或其他某种技术就足够了。

很好地学习边做边渲染。荣誉 在这种情况下，在PS1上没有“绘画算法”解决方案，而不是尝试通过排序解决问题，我们过去只是尝试将多边形彼此相邻时保持相同大小（即据我所知），和背面剔除（您没有这样做）

背面剔除是检查屏幕空间中表面法线的方向（只需从变换后的屏幕空间法线（在我们的情况下为法线的z）获取深度元素的正负号，或者是两个向量的叉积）三角形即十字（v1-v0，v2-v0））

如果实施背面剔除，还可以减少正在进行的栅格化..双赢。