Что такое стенсил и почему он только на 8 бит?

Stencil Buffer (стенсил-буфер) — это буфер в графическом процессе, который используется для выполнения различных операций над пикселями, таких как маскирование, отсечение и создание сложных визуальных эффектов в компьютерной графике. Этот буфер обычно работает вместе с другими буферами, такими как цветной буфер, глубинный буфер (z-буфер) и альфа-буфер.

### Что такое Stencil Buffer?

1. Stencil Buffer:
- Это тип буфера, который содержится на графической карте и используется для отслеживания дополнительных данных о каждом пикселе в рендерируемой сцене.
- Обычно буфер используется для выполнения масочных операций, когда нужно отключить/включить рисование определенных пикселей в зависимости от заранее определенных условий.

2. Применение Stencil Buffer:
- Трафаретное отсечение: Использование масок, чтобы скрывать или показывать определенные части сцены.
- Теневые объемы (Shadow Volumes): Создание теней с использованием техник отсечения.
- Рисование многосторонних объектов: Учёт сложных пересечений и перекрытий.
- Многоэтапные эффекты: Построение сложных визуальных эффектов за несколько этапов рендеринга.

### Почему Stencil Buffer только на 8 бит?

1. Емкость Stencil Buffer:
- Stencil Buffer традиционно имеет размер 8 бит, что позволяет хранить значение от 0 до 255 для каждого пикселя. Этого достаточно для большинства графических задач.
- 8-битное представление дает нам 256 различных уровней, что достаточно для большинства масочных операций, таких как создания основных масок и теневых объемов.

2. Использование памяти и производительность:
- Ограничение на 8 бит для Stencil Buffer позволяет экономить память и сохранять высокую производительность рендеринга.
- Добавление дополнительных битов увеличивает объем памяти, необходимый для буферов, что может значительно замедлить процесс.

3. Операции с Stencil Buffer:
- Большинство операций, таких как инкремент, декремент, сравнение и очистка, реализуются очень эффективно на 8-битных данных с помощью специализированных аппаратных технологий.

### Пример на практике:

Допустим, вы хотите нарисовать область с определенной формой (например, круг) и ограничить рисование только внутри этого круга. Можно использовать Stencil Buffer следующим образом:

1. Настройка Stencil Buffer:
- Устанавливаете значение Stencil Buffer для каждого пикселя внутри круга на определенное значение (например, 1).
- Устанавливаете все остальные пиксели вне круга на 0 или другой фон.

2. Применение маски:
- При рендеринге следующего объекта, устанавливаете правила для Stencil Buffer, чтобы рендеринг происходил только на тех пикселях, где значение Stencil Buffer равно 1.

### код в OpenGL:

 // Установка значений в Stencil Buffer 
glEnable(GL_STENCIL_TEST); 
 
glClear(GL_STENCIL_BUFFER_BIT); 
 
glStencilFunc(GL_ALWAYS, 1, 0xFF); // Всегда писать 1 
glStencilOp(GL_KEEP, GL_KEEP, GL_REPLACE); // Заменить значение на 1 
 
// Рисуем круг (маска) 
drawCircle(); 
 
// Устанавливаем правило Stencil Buffer 
glStencilFunc(GL_EQUAL, 1, 0xFF); // Рисовать, если значение равно 1 
glStencilOp(GL_KEEP, GL_KEEP, GL_KEEP); 
 
// Рисуем объект, чьи пиксели будут ограничены кругом 
drawObject(); 
 

### Заключение

Stencil Buffer — это мощный инструмент для выполнения сложных графических операций и создания визуальных эффектов. Ограничение на 8 бит оправдано с точки зрения производительности и экономии памяти, при этом предоставляя достаточно возможностей для большинства задач, связанных с маскированием и отсечением в компьютерной графике.