本篇对常见的遮挡剔除技术进行总结概括，主要包括：
- Precomputed Visibility
- Portal-Culling
- Software Occlusion
- Occlusion Query
- Hierarchical Z-Buffer
1 Precomputed Visibility
预计算可见性是比较简单的遮挡剔除方案，UE 中内置了这一方法。官方文档：预计算可视性体积 | 虚幻引擎文档 (unrealengine.com)
其基本思路是就是先将场景划分成一个个 Cell，让后对于每个 Cell 区域，预计算出摄影机在这个 Cell 范围内时，所有可能看到的物体，并将可见信息保存下来。这样在运行时就可以直接查表来得到所有静态物体的可见信息，运行时开销几乎为 0。
当然这种方式的缺点也很明显，完全无法剔除动态物体，并且静态物体可见性全部都是不可变的。并且对于比较自由的大型场景，计算量和存储量都非常大，因此只适用于线性流程关卡等相机移动范围有限的场景中。
如果我们想要实现对动态物体的剔除，可以对该算法进行改进：在每个 Cell 中，同时保存其他 Cell 的可见性。对于小型的动态物体，我们先计算出动态物体所在的 Cell 坐标，然后根据 Cell 之间的可见性信息，判断可见性。这样做会额外消耗内存，如果动态的小型物体较多时，可以考虑配合使用。
2 Portal-Culling
这种方式也是将场景划分成 Cell，不同的是，烘焙时保存的是每两个相邻 Cell 之间的连通性。这样，在运行时，根据摄影机所在的位置的 Cell 和观察方向，就可以根据 Cell 间的连通性信息，快速计算出目标物体是否处于可见范围内。
相对上面完全的预计算，这种方式的优点就是可以剔除动态物体，同时提供了些许的静态遮挡物体变化的灵活性。比如有扇可以开关的门，当门被打开后，就可以将门两侧的 Cell 的连通打开。Unity 自带的遮挡剔除使用这种方案。
3 Software Occlusion
软光栅遮挡查询是 UE 中面向移动端的一种遮挡查询方案，官方文档：面向移动平台的软件遮挡查询 | 虚幻引擎文档 (unrealengine.com)
这种方式需要手动标记好大型的用来遮挡的物体，在运行时，将遮挡物的包围盒（或最高 LOD 级别的模型）软光栅到 CPU 内存中的 z-buffer 上，然后根据 z-buffer 中的深度信息，根据需要剔除物体的包围盒，实时计算遮挡信息。
这种方式缺点是对 CPU 端压力很大，优点是相对前面两种方案，软光栅剔除提供了非常大的灵活性，支持完全可变或任意大小的场景，适用于流式关卡或者大世界中的遮挡剔除。并且相对 GPU 实现的遮挡剔除，这种方案完全不用担心硬件兼容问题。但是由于 CPU 的软光栅计算压力非常大，因此我们需要注意，不能在光栅化时计算太多的物体，不能使用精细的模型计算。
4 Occlusion Query
硬件遮挡查询利用 GPU 进行遮挡剔除，其思想也非常简单，首先使用一个简单的 depth-only 的 pass 将深度写入到 z-buffer 中，然后使用物体的包围盒传入到 GPU 进行遮挡测试，也就是判断深度，如果测试发现所有像素都被遮挡，说明这个物体是被遮挡的物体，否则的话认为是可见的。
由于从 GPU 回读数据到 CPU 通常很慢，因此通常会将得到的数据放在下一帧中作为剔除数据来使用，这样遮挡剔除其实是延迟一帧（移动端延迟两帧）生效的。不过一般来说，延迟一帧的剔除对实际的渲染影响并不大。
几乎所有的图形 API 都提供硬件遮挡查询，UE 默认也采用这种方式进行遮挡剔除。
当然硬件遮挡查询也存在一定的问题，比如：
- 虽然基于 GPU 的判断效率高，但涉及数据传输，在大规模场景下会造成 CPU 一直等待 GPU 查询结果返回造成 GPU 性能饥饿的情况
- 虽然基于 GPU 判断效率高，不过在复杂场景下仍有大量渲染目标需要被测试，仍有提升空间
因此有人提出了改进的 Coherent Occlusion Culling（CHC） 算法，其核心思想是：
- 利用 BVH（Bounding Volume Hirachical）管理场景，并利用 Spatial Coherence（空间相关性）减少每一帧需要进行遮挡查询的次数。
- 重用上一帧的查询结果，利用 Time Coherence（时间相关性）进一步减少查询次数。
- 维护一个查询队列，延迟进行查询的时间，并利用渲染部分场景的时间来填充 CPU 等待 GPU 查询结果返回的时间，减少 GPU 的饥饿。
具体可以查看Coherent Occlusion Culling(CHC)算法的原理与实现一文。
5 Hierarchical Z-Buffer
HZB 是多 Mip 层级的 z-buffer，每个更高级别 Mip 的 buffer 记录上一级别中周围四点中最远处的深度值。
将 HZB 生成后，就可以将待剔除物体的包围盒信息传入到 Computer Shader 中进行计算，计算时会选择最适合的 Mip 级别进行遮挡测试。在屏幕中占比更大的物体会选择更高级别 Mip 的深度进行测试，因为更大的物体更容易被看到，就可以用更高级别的 Mip 中的深度，而不必取过于精细的深度来判断。
具体来说，要测试对象是否被遮挡，可以将其包围体投射到屏幕空间，并估计在 z-pyramid 中的 Mip 级别。将对象的包围体投影到屏幕空间。使用最长的边（像素）计算 Mip 等级：
然后根据选定的 Mip 测试遮挡。如果结果不明确，可以继续使用更细的 Mip 级别进行测试。