深度测试、Early-Z 与深度精度

深度测试、Early-Z 与深度精度：保留 LearnOpenGL 3.3 Core 正文机制，以 context—资源—结果合同、GPU 轨迹和章专属单故障完成可重放验收。

学习目标

能解释深度比较、深度写入与颜色写入的契约，以及驱动何时能提前执行 Early-Z
能配置并验证 GL_DEPTH_TEST、glDepthFunc、glDepthMask 与每帧清除值
能从 gl_FragCoord.z 反算线性视图空间距离，并解释 near/far 如何影响精度
能区分“关闭深度测试”“GL_ALWAYS 总通过”和“关闭深度写入”三种状态
能诊断 Z-fighting、上一帧深度残留、错误比较函数和 gl_FragDepth 引起的性能问题

为什么谁先画都不该决定谁挡住谁

想象一条往画布上贴贴纸的流水线：场景里每个物体被拆成无数小色块，一块接一块地送上传送带，轮到谁就把谁贴到画布对应的位置。问题来了——如果一个近处的杯子和一面远处的墙，恰好要贴到画布同一个点上，先送到的那块会先贴，后送到的又盖上去……那最后留在画布上的，到底该是杯子还是墙？

如果完全听传送带的「谁后到谁说了算」，结果就乱了：墙明明在杯子后面，却可能因为「碰巧后送上来」而盖住了杯子，近的反被远的挡住，画面穿帮。这一章要解决的就是：怎么让流水线自动认准「近的该挡住远的」，不管它们谁先谁后送上来。

办法是在传送带末端加一道质检工序：每块色块贴之前，先报一下「我离镜头多远」，和这个位置上已经贴着的那块比一比——更近才准贴、更远就丢掉。有了这道工序，三维物体的前后遮挡就全自动正确了；没有它，你的场景就只是一堆按上色顺序胡乱叠起来的色块。

深度缓冲：每个像素偷偷存了一个「远近」

那道质检工序要能「比远近」，前提是画布上每个像素都记着「我现在贴的这块，离镜头多远」。存这份远近账本的地方，就是（depth buffer，又叫 z-buffer）。

它和你上一篇认识的颜色缓冲是「孪生兄弟」：尺寸一样大、一一对应每个像素，只不过颜色缓冲存的是「这个像素什么颜色」，深度缓冲存的是「这个像素现在贴着的色块有多远」。屏幕显示的是颜色缓冲；深度缓冲不直接显示，只在幕后默默记账。它通常是 24 位精度，足够细地区分远近。

每个像素记的那个数，就是（depth value）。本章先采用 OpenGL 教程的标准配置：0 表示最近、1 表示最远；后文提到 reversed-Z 时会明确说明状态反转。下面这张图把「一个像素 = 颜色 + 深度两份数据」，以及「靠比深度让近物盖住远物」画在一起：

为什么要专门存这份账？因为只有记下每个像素「当前贴的有多远」，新来的色块才有得比。它在管线里的位置紧贴着颜色缓冲：每写一个像素的颜色，旁边就配一个深度，供下一块色块过来时核对。

深度测试：新色块和账本比一比，近的才准贴

有了账本，那道质检工序就能干活了。（depth test）做的事，一句话：片段要写进某像素前，先拿最终深度和缓冲旧值比较；是否通过与是否写回深度由不同状态控制。

具体地，对每一个片段：读出它的深度值 → 和深度缓冲里同位置那个数比较 → 若「更近」（默认即深度值更小）就通过，把颜色写进颜色缓冲、并把这个更小的深度值更新进深度缓冲；否则不通过，整个片段被丢弃，颜色缓冲和深度缓冲都不动。这样无论物体以什么顺序送进管线，留在屏幕上的永远是每个像素处最近的那块。

从规范结果看，深度测试决定片段是否能更新帧缓冲；但硬件调度不一定等片段着色器跑完。若 shader 不会用 discard 改变覆盖、不写 gl_FragDepth 改变最终深度，也没有必须保留的相关副作用，驱动可以先比较深度，把必定失败的片段提前拒绝，这叫 Early-Z，能省掉昂贵的片段着色。反之则可能退回着色后的 Late-Z。无论调度早晚，最终可见结果必须一致。

因此更准确的管线描述是：光栅化先产生窗口深度，深度测试逻辑位于片段操作阶段、颜色写入之前；实现可以在安全时把比较提前。下面先按“着色完成后统一判定”的逻辑模型拆步骤，因为它最容易理解结果契约，再回到代码讨论状态与优化边界。

逐片段拆解：一个色块怎么过这道工序

猜一猜：场景里先画了一面远墙（深度 0.7），又画一个近杯子（深度 0.3），它们落在同一个像素上。如果把比较规则从「更近才通过」改成「更远才通过」，最后留在屏幕上的会是杯子还是墙？先想一想，再单步走一遍下面的判定。

下面用一个具体片段（深度 0.3）走完整条深度测试。每一步都画出深度缓冲那一格在这一刻长什么样——盯着那格的数字怎么变，就懂了整套逻辑：

分步1 / 4

① 逻辑模型：候选片段已有颜色 + 深度

流水线把这个片段送到质检口：它的颜色已经算好，深度值是 0.3。深度缓冲这一格当前存着上一块（远墙）留下的 0.7。还没动手，先把两个数摆出来。

走完这一遍就明白：留在屏幕上的永远是每格深度最小（最近）的那块，和谁先画无关。这就是 §2 那道「比远近」工序的全部秘密。

深度函数：那条「谁算通过」的规则可以换

第 ② 步里的「更小才通过」并不是写死的，它由（depth function）决定，用 glDepthFunc(...) 设置。默认是 GL_LESS——「新深度严格更小才通过」，这也是标准深度配置下的“近者胜出”。

但你可以换成别的算子来玩花样。常用的几个：

深度函数	含义（新片段深度 vs 缓冲深度）
`GL_LESS`	更小才通过（默认，近的胜出）
`GL_LEQUAL`	更小或相等才通过
`GL_GREATER`	更大才通过（反过来：远的胜出）
`GL_EQUAL`	相等才通过
`GL_ALWAYS`	永远通过；若 depth mask 开启，仍写入新深度
`GL_NEVER`	永远不通过（什么都画不出来）

GL_ALWAYS 会让颜色表现成“谁后画谁赢”，但它不等于关闭深度测试：测试仍启用且总通过，glDepthMask(GL_TRUE) 时还会把每个片段深度写回缓冲；真正关闭 GL_DEPTH_TEST 时既不比较也不写深度。八个算子里还有 GL_NOTEQUAL / GL_GEQUAL，用法同理。

深度值的精度：为什么近处看得清、远处糊

到这儿还有个反直觉的真相要点破：深度值在 0~1 之间不是均匀分布的。它是（non-linear depth）：它和真实距离的倒数 1/z 成正比，结果就是绝大部分精度被堆在了离镜头很近的地方，越往远，同样一段真实距离能分到的深度值越少、越粗。

下面这张图把这件事画得很直白——把深度值 0→1 等间隔取刻度、标回真实距离轴，你会看到近平面附近刻度挤成一簇、远平面附近稀稀拉拉：

为什么要这么设计？因为我们通常更在乎近处物体之间的遮挡是否精确（它们占了画面大头），远处糊一点无所谓。这套非线性映射是透视投影「免费附送」的副产物，具体公式 §4 会拆开讲。但它也埋了个雷：远处深度值挨得太近，两个远处的面稍微一靠近就会分不出谁前谁后——这正是下一节 Z-fighting 的温床。

顺带一提，正因为深度是非线性的，你若想在着色器里直接把 gl_FragCoord.z 当灰度输出来做（depth visualization），会发现画面几乎一片惨白——因为非线性把值全挤到了接近 1 的高位。想看到从近到远平滑的灰阶，得先把它线性化。这两种输出的差别，就是下面 Demo 让你亲手切换的。

深度冲突：两个面贴太近，谁也压不住谁

最后一个绕不开的现象。当两个面片几乎共面（深度差小到深度缓冲分辨不出）时，会出现（Z-fighting）：同一片区域里，哪个面通过深度测试反复横跳，渲染成一道道交错的撕裂条纹，视角一动还会闪烁。

成因正是上一节那个雷：深度值在远处（或两面太近时）精度不够，两个面的深度值被四舍五入成了同一个数，深度测试只能「随机」二选一，于是斑驳撕裂。怎么治？§7 会给三种实用修法。

公式：深度为什么非线性，以及怎么线性化回去

本节两件事：写出深度的非线性映射、给出把它线性化还原成真实距离的反算公式。先约定符号：

$z$ ：片段在视图空间里离镜头的真实距离（沿镜头朝向，正值）
$\text{near}$ ：近平面距离（视锥体最近的那张面，坐标系统章见过）
$\text{far}$ ：远平面距离
$z_\text{depth}$ ：写进深度缓冲的那个 $0\sim1$ 的非线性深度值
$z_\text{ndc}$ ：标准化设备坐标（NDC）里的深度，范围 $-1\sim1$

非线性映射。透视投影会把视图空间的 $z$ 按下面这种「与 $1/z$ 成正比」的方式压进 $0\sim1$ ：

z_\text{depth} = \frac{1/z - 1/\text{near}}{1/\text{far} - 1/\text{near}}

这个式子在说：深度值不是直接拿真实距离 $z$ 来线性缩放，而是拿它的倒数 $1/z$ 来缩放。因为 $1/z$ 在 $z$ 小（近）时变化剧烈、在 $z$ 大（远）时变化迟缓，所以近处一点点距离变化就能让 $z_\text{depth}$ 明显挪动（精度高），远处挪很大距离 $z_\text{depth}$ 才动一点（精度低）——这就是「近密远疏」的来源，也对上了上面那张精度图。

线性化反算。深度可视化时，我们想把这个非线性的 $z_\text{depth}$ 还原回正比于真实距离的线性值。第一步，把 $0\sim1$ 的深度值映射回 $-1\sim1$ 的 NDC 深度：

z_\text{ndc} = 2 \cdot z_\text{depth} - 1

这个式子在说：深度缓冲存的是 $0\sim1$ ，而 NDC 约定 $-1\sim1$ ，所以乘 2 减 1 把区间拉伸平移过去——纯粹的区间换算。第二步，套透视投影的逆运算，从 NDC 深度反解出视图空间的真实距离 $z$ ：

z = \frac{2 \cdot \text{near} \cdot \text{far}}{\text{far} + \text{near} - z_\text{ndc} \cdot (\text{far} - \text{near})}

这个式子在说：把上一步得到的 $z_\text{ndc}$ 代进去，就能解出这个片段在视图空间里的真实距离 $z$ （结果落在 $\text{near}\sim\text{far}$ 之间）。最后若想再画成 $0\sim1$ 的灰度，把 $z$ 除以 $\text{far}$ 归一即可。下面 Demo 里的「线性化」开关，切的就是「直接显示 $z_\text{depth}$ 」与「跑完这两步再显示」的区别。

动手：把深度画成灰度，亲眼看非线性

猜一猜：下面这块画布把三个前后交叠的圆，按各自的「深度」涂成灰度——越近越黑、越远越白。把「线性化」开关从关到开，靠近你的那个圆的灰度会变深还是变浅？非线性那档下，三个圆的灰度差为什么那么不明显？先拖一下再看。

这块画布没有真正的 3D 深度缓冲（ShaderDemo 只是跑一个全屏片段着色器）。我们在着色器里手动摆了三个交叠的圆，各给它一个 01 的「伪深度」，再用深度测试的逻辑挑出每个像素最近的那个圆，把它的深度按你选的方式涂成灰度——这正是「深度可视化」做的事。uLinearize 关时显示这些圆在透视投影下的非线性深度（远处几个被挤到一起、偏白难分），开时按真实距离线性显示（即 §4 线性化想还原的那种在 nearfar 间均匀拉开的灰阶）：

可交互

实时演示加载中…

把「线性化」关掉时，三个圆灰度都偏白、彼此几乎一个色——因为非线性深度把它们的值全挤到了高位（远处精度差）；打开后，三圆的灰阶才在 near~far 之间均匀拉开、一眼分出远近。拖 near / far 改变可视范围，能进一步看出 near 设得越小、精度越往近处堆。这就是 §4 那两条公式在「看见深度」上的直观差别。

代码对照：开启深度测试这几行

深度测试的代码出奇地短——绝大部分活 GPU 自动干了，你只要「开开关、每帧清账本」。先看最关键的两件事：启用深度测试 + 每帧清深度缓冲。

// 初始化时开一次：默认是关的，不开就没有遮挡判定
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
glDepthFunc(GL_LESS);
glClearDepth(1.0);  // 标准深度：1 是最远，和 GL_LESS 配套
 
// 渲染循环里每帧开头：颜色缓冲 + 深度缓冲一起清
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

// 初始化时开一次：默认是关的，不开就没有遮挡判定
gl.enable(gl.DEPTH_TEST);
gl.depthFunc(gl.LESS);
gl.clearDepth(1.0); // 标准深度：1 是最远，和 LESS 配套
 
// 渲染循环里每帧开头：颜色缓冲 + 深度缓冲一起清
gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT | gl.DEPTH_BUFFER_BIT);

两端逻辑一字对应：标准深度配置用 LESS + clearDepth(1)，把账本重置成最远值后，新一帧较近片段才能逐步覆盖。不要只记“清成 1”：清除值必须与比较方向成对；采用 reversed-Z 时通常改成 GREATER + clearDepth(0)，并配套反转投影深度映射。状态只改一半会让整帧全部失败或遮挡反转。

想换比较规则、或只读深度不写，再加这两行。glDepthFunc 换的就是 §3 那张表里的算子；glDepthMask(GL_FALSE) 让深度缓冲变只读（仍参与比较，但通过的片段不更新它）——画半透明物体时常用，避免它们互相挡掉。

glDepthFunc(GL_LESS);      // 设比较规则（默认就是 GL_LESS，可改 GL_LEQUAL 等）
 
glDepthMask(GL_FALSE);     // 深度缓冲只读：参与比较但通过的片段不写回深度
// …画完需要只读深度的物体后，记得 glDepthMask(GL_TRUE) 恢复可写…

gl.depthFunc(gl.LESS); // 设比较规则（默认就是 LESS，可改 gl.LEQUAL 等）
 
gl.depthMask(false); // 深度缓冲只读：参与比较但通过的片段不写回深度
// …画完需要只读深度的物体后，记得 gl.depthMask(true) 恢复可写…

depthMask(false) 只在深度测试已启用时才有意义。透明物体通常仍要读取已有不透明深度，却不应抢先写深度挡住后续透明层，因此常见流程是：先画不透明物体并写深度，再按远到近画透明物体且关闭深度写入，结束后恢复。它不能替代透明排序，这会在混合章完整展开。

若片段 shader 写 gl_FragDepth，驱动通常必须等它给出最终深度才能完成比较；大量 discard 也可能限制 Early-Z。性能诊断时可对比“不写自定义深度/不用 discard”的版本，观察片段着色调用或 GPU 时间是否显著下降。不要为了理论上的提前测试擅自删除正确性所需逻辑，而应先用 profiler 证明这里确实是过度绘制热点。

容易踩的坑

小结

深度缓冲为每个像素存窗口深度；标准配置是 DEPTH_TEST + LESS + clearDepth(1)，状态与投影映射必须成套
深度测试决定片段最终能否写入；驱动可在结果不变时用 Early-Z 提前拒绝遮挡片段，discard/gl_FragDepth 可能限制优化
深度比较和深度写入独立：关闭测试、GL_ALWAYS、depthMask(false) 三者行为不同
深度值是非线性的（与 1/z 成正比），精度堆在近处；要看清远近得先线性化还原
两面几乎共面会 Z-fighting（撕裂闪烁）：别共面 / 拉远 near 平面 / 用更高精度深度缓冲

练习

问题 1（改 Demo 代码 / 观察题） 在上面的深度可视化 Demo 里，把「线性化」开关在关、开之间来回切几次，并把 near 拖到最小（0.1）、far 拖到最大（50）。回答：① 非线性档下三个圆为什么灰度都偏白、彼此难分？② 把 near 调到最小后，画面的灰度对比是更明显还是更糊？为什么？

① 非线性档直接显示 gl_FragCoord.z 那种与 1/z 成正比的深度值。因为精度全堆在近处，三个圆（哪怕伪深度跨了 0.20.92）映射出来的值都被挤到了接近 1 的高位区间，差距很小，所以灰度都偏白、彼此难分。打开线性化后，深度被还原成正比于真实距离的线性值，灰阶才在 nearfar 间均匀拉开。

② near 调到最小后，对比反而更糊（尤其非线性档下）。因为 near 越小，越多精度被浪费在贴脸的极近处，留给可视范围内物体的精度就更少——这也正是 §7 里「把 near 设得远一点能缓解 Z-fighting」的同一个道理：别让宝贵精度浪费在没人看的极近处。

问题 2（问答题） 有人说「深度测试就是按物体离镜头的远近排个序，远的先画、近的后画盖上去」。这个说法对吗？深度测试到底是不是靠「控制绘制顺序」来实现遮挡的？

不对。深度测试不依赖也不改变绘制顺序。它是逐片段地比深度缓冲里已存的深度值：每个片段写入前都核对一次，更近才写、更远就丢，无论这个片段属于哪个物体、那个物体是第几个画的。所以哪怕你先画近的杯子、再画远的墙，墙的片段也会因为深度更大而被丢弃，杯子照样在前面。「远的先画、近的后画」是没有深度测试时（或画半透明物体时）才需要手动排序的做法，和深度测试的自动逐片段比较是两回事。

问题 3（问答题） 你做了一张「墙 + 贴在墙上的海报」，海报和墙严丝合缝地共面，结果海报边缘满是闪烁的撕裂条纹。这是什么现象？给出至少两种不改硬件就能缓解的办法，并各说一句为什么管用。

这是 Z-fighting（深度冲突）：海报和墙几乎共面，深度差小到深度缓冲分辨不出，深度测试在两者间反复横跳。至少两种缓解：

给海报一点点偏移，让它离墙微微靠前（别完全共面）——这样两面的深度值就能被区分开，不再争同一个深度。
把近平面 near 设得远一点——非线性深度的精度都堆在近处，near 越大、整个可视范围（含这堵墙）分到的精度越足，远处也更不容易冲突。

（第三种是换更高精度的深度缓冲，如 32 位，但那要动缓冲配置、牺牲一点性能。）

名词解释

本章出现的专业名词，用大白话再讲一遍。

深度缓冲: 显存里一块和颜色缓冲一样大的内存，为每个像素额外存一个 0~1 的「深度值」（离镜头的远近）。它和颜色缓冲是孪生兄弟：颜色缓冲存「什么颜色」、深度缓冲存「多远」。屏幕显示颜色缓冲，深度缓冲只在幕后记账供深度测试比较，常见精度 24 位。又叫 z-buffer。详见本章「深度缓冲」一节。
深度值: 深度缓冲里每个像素存的窗口深度，通常范围 0~1。标准投影把近平面映射到 0、远平面映射到 1，并配 GL_LESS；reversed-Z 会反转映射、清除值与比较方向。片段着色器可从 gl_FragCoord.z 读取当前片段深度。详见本章「深度缓冲」一节。
深度测试: GPU 对候选片段最终深度做的逐像素比较。规范结果决定片段是否能写颜色，并在 depth mask 允许时更新深度；驱动可以在不改变结果时把比较提前成 Early-Z。它让遮挡与物体提交先后无关。详见本章「深度测试」一节。
深度函数: 决定深度测试「怎样算通过」的比较规则，用 glDepthFunc 设置。默认 GL_LESS（新深度更小才通过，近的胜出）；还有 GL_LEQUAL（更小或相等）、GL_GREATER（反向比较）、GL_ALWAYS（总通过但仍可能写深度）等八种算子。详见本章「深度函数」一节。
非线性深度: 深度值随真实距离不是均匀变化的，而是与 1/z 成正比——绝大部分精度集中在离镜头很近的范围，越远精度越粗。它是透视投影的副产物，好处是近处遮挡判定特别精确，代价是远处易出深度冲突。详见本章「深度值的精度」一节与 §4。
线性化深度: 把非线性的深度值还原成正比于真实距离的线性值的过程：先把 0~~1 的深度映射回 -1~~1 的 NDC 深度，再套透视投影的逆运算解出视图空间里的真实距离。深度可视化时必须先线性化，画面才能看出从近到远平滑的灰度渐变。详见本章「深度值的精度」一节与 §4。
深度可视化: 把片段的深度值当成灰度颜色输出到屏幕，用来「看见」深度缓冲长什么样。直接输出非线性的 gl_FragCoord.z 会发现画面几乎全白（精度堆在近处）；先线性化再输出，才能看到从近到远平滑的灰阶。详见本章「深度值的精度」一节。
深度冲突: 两个表面靠得极近、深度值小到深度缓冲分辨不出谁前谁后时，同一片区域里两个面交替胜出、渲染成一道道交错闪烁的撕裂条纹的现象（又称 Z-fighting）。摄像机一动还会闪。常见于贴在墙上的海报、地面贴花等共面情形。三种治法：别共面 / 拉远近平面 / 用更高精度深度缓冲。详见本章「深度冲突」一节与 §7。

版本、来源与运行边界

本章以 Joey de Vries 的 LearnOpenGL 原章为授权改编依据，教学运行基线是 OpenGL 3.3 Core Profile。Khronos 当前发布的规范参照是 OpenGL 4.6 Core Profile；这里用 4.6 规范核查术语和状态合同，但不把 4.6 API 偷偷倒填为原教程内容。GLFW、GLAD、Assimp 与驱动版本都属于运行环境，不能拿“编译通过”替代对 context、资源和 framebuffer 结果的验证。

正式概念与状态责任

depth test：在“深度测试、Early-Z 与深度精度”中由framebuffer 的 depth attachment 与 GL depth-test state负责解释其输入、受控状态和可观察结果；运行时以depth bits、func/mask 查询、片段 z、线性化值、draw 顺序与深度截图定位它的第一处变化。
depth buffer：在“深度测试、Early-Z 与深度精度”中由framebuffer 的 depth attachment 与 GL depth-test state负责解释其输入、受控状态和可观察结果；运行时以depth bits、func/mask 查询、片段 z、线性化值、draw 顺序与深度截图定位它的第一处变化。
depth function：在“深度测试、Early-Z 与深度精度”中由framebuffer 的 depth attachment 与 GL depth-test state负责解释其输入、受控状态和可观察结果；运行时以depth bits、func/mask 查询、片段 z、线性化值、draw 顺序与深度截图定位它的第一处变化。
linearize：在“深度测试、Early-Z 与深度精度”中由framebuffer 的 depth attachment 与 GL depth-test state负责解释其输入、受控状态和可观察结果；运行时以depth bits、func/mask 查询、片段 z、线性化值、draw 顺序与深度截图定位它的第一处变化。

章专属 OpenGL 状态实验

先预测“清除 depth，启用测试/写入，绘制不透明物并按需线性化观测值”发生后，framebuffer 的 depth attachment 与 GL depth-test state应怎样改变深度格式、clear value、compare func、write mask、片段深度和 early test 条件；再操作三个实验。实验不生成变化率或正确率等虚构总分，只显示真实 GL 状态、资源、命令和可观察结果。

实验一：Context—资源—结果合同

选择任一正式概念与基线/单故障场景，核对它是否进入本章状态合同。正式概念只有同时出现在解释、可视状态和交付证据中才算覆盖。

Context · resource · observable result

深度测试、Early-Z 与深度精度：状态合同

解释 depth buffer、比较函数、写掩码、clear 与非线性精度如何共同决定可见片段

验证场景

官方教程正式概念

logl-18 · 基线帧

depth test：固定 context、资源内容与输入事件，执行“清除 depth，启用测试/写入，绘制不透明物并按需线性化观测值”

状态所有者framebuffer 的 depth attachment 与 GL depth-test state

受控状态/资源深度格式、clear value、compare func、write mask、片段深度和 early test 条件

触发命令清除 depth，启用测试/写入，绘制不透明物并按需线性化观测值

冻结输入：depth test

framebuffer 的 depth attachment 与 GL depth-test state记录深度格式、clear value、compare func、write mask、片段深度和 early test 条件

结果：得到可重复的初始 GL 状态与资源身份

观测：depth bits、func/mask 查询、片段 z、线性化值、draw 顺序与深度截图中的初始快照

预期：framebuffer 的 depth attachment 与 GL depth-test state得到可复查结果，并持续满足“每帧清除可写 depth buffer；透明/天空盒阶段改变状态后显式恢复”

实验二：CPU 命令到 GPU 结果的五段轨迹

逐段执行“清除 depth，启用测试/写入，绘制不透明物并按需线性化观测值”，在每一步记录资源身份、状态变化与第一个可观察结果，并持续核对“每帧清除可写 depth buffer；透明/天空盒阶段改变状态后显式恢复”。

CPU command · GL state · GPU result

深度测试、Early-Z 与深度精度：五段轨迹

选择一段命令—资源—结果1 / 5

当前观测：depth bits、func/mask 查询、片段 z、线性化值、draw 顺序与深度截图中的初始快照

不变量：每帧清除可写 depth buffer；透明/天空盒阶段改变状态后显式恢复

实验三：单故障与同输入恢复

注入“上一帧把 glDepthMask 设为 false，下一帧直接 clear，深度缓冲实际未被清除”，保存首个分岔；撤销后沿用完全相同的 context、资源内容、uniform 和 draw 输入重放。只有depth bits、func/mask 查询、片段 z、线性化值、draw 顺序与深度截图一起恢复才算修复。

Single fault · first divergence · replay

深度测试、Early-Z 与深度精度：反例与恢复

故障：上一帧把 glDepthMask 设为 false，下一帧直接 clear，深度缓冲实际未被清除

1. 冻结输入一致

第 1 次沿用同一 context、资源、uniform 与 draw 输入

2. 注入单故障一致

保持其余输入不变，仅注入“上一帧把 glDepthMask 设为 false，下一帧直接 clear，深度缓冲实际未被清除”

3. 定位首差一致

每帧清除可写 depth buffer；透明/天空盒阶段改变状态后显式恢复

4. 清理并重放一致

depth bits、func/mask 查询、片段 z、线性化值、draw 顺序与深度截图

最小可重放检查

unit: logl-18
owner: framebuffer 的 depth attachment 与 GL depth-test state
state_or_resource: 深度格式、clear value、compare func、write mask、片段深度和 early test 条件
command: 清除 depth，启用测试/写入，绘制不透明物并按需线性化观测值
pass_invariant: 每帧清除可写 depth buffer；透明/天空盒阶段改变状态后显式恢复
single_fault: 上一帧把 glDepthMask 设为 false，下一帧直接 clear，深度缓冲实际未被清除
required_evidence: depth bits、func/mask 查询、片段 z、线性化值、draw 顺序与深度截图

复核者先仅依据以上合同写出预期，再运行基线、单故障和清理后重放。若两次基线的资源身份、首个状态变化或 framebuffer 结果不同，必须保留差异，不能用最终截图相似掩盖中间状态错误。