画家算法（Painter’s Algorithm）

Painter’s Algorithm（画家算法）是一种计算机图形学中的隐藏面消除算法。它模拟了画家绘画的过程，按照从远到近的顺序绘制物体，使得离观察者近的物体能够覆盖远的物体。该算法尤其适用于简单场景的渲染。

原理

Painter’s Algorithm 的基本原理是：

对所有需要绘制的多边形进行排序，使得最远的多边形最先绘制，最近的多边形最后绘制。
按照排序后的顺序依次将多边形绘制到屏幕上。

这种方法类似于画家在画布上绘画：先绘制背景，再绘制中景，最后绘制前景，从而实现正确的覆盖关系。 iShot_2024-11-30_19.41.20.png

实现步骤

排序：
- 根据多边形的深度（通常是多边形顶点的 z 坐标的平均值或质心 z 坐标）对多边形进行排序。
绘制：
- 按照排序后的顺序，从远到近依次绘制多边形。

在投影到屏幕空间之后计算每个三角形的平均深度

    // Calculate the average depth for each face based on the vertices after transfomation
    float avg_depth = (transformed_vertices[0].z + transformed_vertices[1].z + transformed_vertices[2].z)/3;

编程排序（sorting）算法

这里使用冒泡算法。 iShot_2024-07-13_19.42.52.png

    //Sort the triangles to render by their avg_depth
    int num_triangles = array_length(triangles_to_render);
    for (int i = 0; i < num_triangles; i++)
    {
        for (int j = i; j < num_triangles; j++)
        {
            if (triangles_to_render[i].avg_depth < triangles_to_render[j].avg_depth)
            {
                //Swap the triangles positions in the array
                triangle_t temp = triangles_to_render[i];
                triangles_to_render[i] = triangles_to_render[j];
                triangles_to_render[j] = temp;
            }
        }
        
    }