OpenGL编程指南第十章：Frame buffer

OpenGL在图元rasterazation之后，得到的是fragment，fragment不是最后的像素数据，但和像素对应；fragment需要经过一写了的处理，blend，texture，lighting...，才会得到最后的像素。用来缓存fragment数据的缓冲区，就是frame buffer。

fragment相关的数据有color，stencil，depth等等，因此frame buffer可以说包含color buffer，stencil buffer，depth buffer等若干buffer。只有color buffer用于最后的像素显示，其他的都是用来辅助fragment的处理。

1、各种Buffer及其用途

具体的OpenGL实现决定了哪些buffer可用，每个buffer的bit深度。可以调用glGetIntegerv()来查询bit数。

ColorBuffers

支持立体视觉的OpenGL有left color buffer和right color buffer，否则的话只有left color buffer。支持double-buffer的时候，前面的两个buffer又会分出front buffer和back buffer，否则是有front buffer。OpenGL还有一些不用于显示的color buffer，叫做auxiliary color buffer，这些buffer的作用OpenGL并没有指定，而是由用户决定，比如可以用来存储一副反复使用的图像。

Depth Buffer

Depth Buffer存储fragment的深度，即离视点的距离。Depth Buffer也叫Z buffer。

Stencil Buffer

stencil buffer可以将绘图限制到屏幕的规定部分，比如透过窗户的场景。

Accumulation Buffer

Accumulation Buffer存储的也是颜色值，这个buffer累积一些列的图像，得到一个最终图像，可用于super sampling antialiasing。

2、Buffer 操作

清除buffer

可以通过下面的api来设置各buffer的清除值：void glClearColor,void glClearDepth(GLclampd depth),void glClearStencil(GLint s),void glClearAccum(GLfloat red, GLfloat green, GLfloat blue,GLfloat alpha)；可以通过glClear来一次清除一个或多个buffer。

选择读写的目标color buffer

从上节可以，color buffer包括若干个buffer，通过glDrawBuffer()和glReadBuffer()可以选择目标buffer，

buffer遮罩

可以给buffer设置一个遮罩，数据被写入buffer前，会与遮罩做bit-wise AND计算。

glColorMask()，glDepthMask()，glStencilMask()，glStencilMaskSeparate()。

3、fragment测试与计算

当OpenGl对一个图元进行各类变换、光栅化得到fragment之后，还需要一些列的计算才能决定fragment是否需要、如何进入到frame buffer。

首先要经过一些列的测试：

Scissor Test

Scissor定义窗口中一块矩形区域，绘图被限制在这个矩形区域内。glScissor(GLint x, GLint y, GLsizei width, GLsizei height)。

scissor可以说是简化版的stencil，速度更加快。

Alpha Test

alpha测试基于fragment的alpha值来决定是否抛弃fragment，这个测试具体来说是通过与一个特定的值进行比较，比较操作和参考值由api glAlphaFunc(GLenum func, GLclampf ref)指定。

Stencil Test

将stencil buffer中的值与一个参考值进行比较，依据比较结果来决定是否接受fragment，同是决定是否修改stencil buffer的值。

Depth Test

比较fragment的深度和当前depth buffer里面的值，如果大于则fragment被抛弃，否则depth buffer里面的值被替换。可以通过glDepthFunc(GLenum func)来设定比较函数。

Blending, Dithering, and Logical 运算

blending操作依据输入fragment的alhpa值和frame buffer中对应fragment的alpha来进行混合。

logical元算对输framgment和frame buffer中的值进行一次逻辑元素结合，glLogicOp()可以指定运算类型。

4、frame buffer object

除了使用窗口系统固有的frame buffer外，可以创建frame buffer object，用于off-screen rendering。frame buffer object类似一种特殊的buffer object。

通过glGenFramebuffers来生成object 名字，glBindFramebuffer绑定FBO，并初始化，glDeleteFramebuffers删除FBO。

glBindFramebuffer(GLenum target, GLuint framebuffer); target=GL_DRAW_FRAMEBUFFER指定写入用途FBO，GL_READ_FRAMEBUFFER指定读取用途FBO，GL_FRAMEBUFFER指定两者。

FBO创建后，还不能绘图，必须为FBO提供绘图的目标buffer，也即Render Buffer Object。

Renderbuffer包含具体的图像数据，glGenRenderbuffers产生object名字，glBindRenderbuffer绑定名字到RenderBuffer，glRenderbufferStorage为rander buffer分配存储空间。

现在讲RenderBuffer attach到FBO上，glFramebufferRenderbuffer(GLenum target, GLenum attachment,GLenum renderbuffertarget, GLuint renderbuffer);target与glBindFramebuffer一致，attachment=GL_COLOR_ATTACHMENTi, GL_DEPTH_ATTACHMENT, GL_STENCIL_ATTACHMENT, or GL_DEPTH_STENCIL_
ATTACHMENT，renderbuffertarget=GL_RENDERBUFFER，renderbuffer=RenderBuffer名字。

利用FBO可以创建出动态的texture，glFramebufferTexture*D可以绑定texture到FBO。

FBO配置完成以后，有可能是不可用的，glCheckFramebufferStatus检测FBO并给出错误建议。