Tiefenpuffermethode

Man spricht auch von $Z$-Puffermethode (z-buffer- oder depth-buffer-method), da üblicherweise die Blickrichtung der $z$-Richtung entspricht (damit steht $x$ und $y$ für die Bildebene zur Verfügung).

Idee: Halte für jeden Bildschirmpunkt zusätzlich einen $z$-Wert, der den bzgl. der Kamera (genauer Bildebene) berechneten Abstand kodiert. Ein Pixel wird nur dann aktualisiert, wenn der entsprechende Punkt des zu zeichnenden Objektes für dieses Pixel einen Abstand näher zur Kamera aufweist.

Man beachte, dass dies das intuitive Verständnis ist; man kann z.B. natürlich die Vergleiche invertieren oder andere Spezialeffekte mit der Methode implementieren.

Ist das Sichtvolumen normiert, d.h. die Bildebene hat $z$-Koordinate gleich 0 und die hintere Begrenzungslinie hat eine $z$-Koordinate gleich 1, dann sieht der Algorithmus (für Polygone) wie folgt aus:

1. Initialisiere den $z$-Puffer mit 1.
2. Zeichne die zu setzenden Pixel der projizierten Polygone in irgendeiner Reihenfolge, berechne dabei
   • den Abstand zur Bildebene und
   • überschreibe ein Pixel nur dann, wenn der Abstand kleiner als der aktuelle Abstand für dieses Pixel im $z$-Puffer ist

Eigenschaften:

• leicht zu implementieren
• arbeitet prinzipiell für beliebige Objekte (lediglich kann es aufwendiger werden, die entsprechende $z$-Koordinate eines Pixels zu berechnen)
• funktioniert für jede Art der Projektion (insbesondere bei normiertem Sichtvolumen).
• je nach Genauigkeit für die Speicherung der $z$-Werte und die Größe des Bildes hoher Speicherplatzverbrauch für den $z$-Puffer
• es kann aufgrund der Genauigkeit der gespeicherten $z$-Werte zu nicht korrekt durchgeführten Vergleichen kommen
• bei Anwendung einer perspektivischen Division ist das kanonische Sichtvolumen häufig uniform in $z$-Richtung unterteiltt, wodurch die äquidistante Einteilung des Sichtvolumens einer nicht-äquidistanten Einteilung des Raumes entspricht
• heutige Grafikkarten unterstützen den $z$-Puffer in Hardware