OpenGL学习笔记十六（帧缓存）
OpenGL学习笔记十六（帧缓存）
- 帧缓存的概念
- 帧缓存的作用
- 自定义帧缓存
- 为帧缓冲分配空间
- 渲染到纹理：
- 渲染到Renderbuffer Object：
- 实战实例
- 其他头文件引入请参考
帧缓存的概念
到目前位置，已经介绍了多种缓存（数据），
- 用于写入颜色值的颜色缓冲
- 用于写入深度信息的深度缓冲
- 允许我们根据一些条件丢弃特定片段的模板缓冲
这些缓冲结合起来叫做帧缓冲(Framebuffer)
帧缓存的作用
- 用于保存渲染结果数据
- 用于实现自定义后效，可实现非常炫酷的后效
自定义帧缓存
创建对象：
unsigned int fbo;
//初始化值
glGenFramebuffers(1, &fbo);
//将fbo绑定到GL_FRAMEBUFFER上，所有的读取和写入帧缓冲的操作将会影响当前绑定的帧缓冲
glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, fbo);
glBindFramebuffer可选参数：
- GL_READ_FRAMEBUFFER：
将一个帧缓冲绑定到读取目标，绑定到GL_READ_FRAMEBUFFER的帧缓冲将会使用在所有像是glReadPixels的读取操作中 - GL_DRAW_FRAMEBUFFER：
将一个帧缓冲绑定到写入目标，绑定到GL_DRAW_FRAMEBUFFER的帧缓冲将会被用作渲染、清除等写入操作的目标
大部分情况你都不需要区分它们，通常都会使用GL_FRAMEBUFFER，绑定到两个上。
还不能使用我们的帧缓冲，因为它还不完整，检测函数
一个完整的帧缓冲需要满足以下的条件：
- 附加至少一个缓冲（颜色、深度或模板缓冲）。
- 至少有一个颜色附件(Attachment)。
- 所有的附件都必须是完整的（保留了内存）。
- 每个缓冲都应该有相同的样本数。
检测完整性的函数：
glCheckFramebufferStatus(GL_FRAMEBUFFER) == GL_FRAMEBUFFER_COMPLETE
删除帧缓冲对象
glDeleteFramebuffers(1, &fbo);
为帧缓冲分配空间
分配空间的方式有两种：纹理或渲染缓冲对象(Renderbuffer Object)。
- 纹理
将帧缓冲中的内容保存至一张纹理贴图中，方便读写，可以传入shader中做后期处理。 - 渲染缓冲对象
将帧缓冲中的数据放在渲染缓冲对象中，因为该对象是原始数据，渲染缓冲对象是一个真正的缓冲，即一系列的字节、整数、像素等。渲染缓冲对象附加的好处是，它会将数据储存为OpenGL原生的渲染格式，可以快速进行数组传值，缺点是只写的，不可读取，适合处理深度缓存和模板缓存。
渲染到纹理：
- 创建纹理，使用图形库stb_image.h
- 将纹理附加到帧缓冲
unsigned int framebuffer;
glGenFramebuffers(1, &framebuffer);
glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, framebuffer);
// 生成纹理
unsigned int texColorBuffer;
glGenTextures(1, &texColorBuffer);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texColorBuffer);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, 800, 600, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, NULL);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR );
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
// 将它附加到当前绑定的帧缓冲对象，颜色缓存
glFramebufferTexture2D(GL_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_TEXTURE_2D, texColorBuffer, 0);
glFrameBufferTexture2D有以下的参数：
- target：帧缓冲的目标（绘制、读取或者两者皆有）
- attachment：我们想要附加的附件类型。当前我们正在附加一个颜色附件。注意最后的0意味着我们可以附加多个颜色附件。我们将在之后的教程中提到。
- textarget：你希望附加的纹理类型
- texture：要附加的纹理本身
- level：多级渐远纹理的级别。我们将它保留为0。
渲染到Renderbuffer Object：
- 创建Renderbuffer Object
- 分配空间
unsigned int rbo;
glGenRenderbuffers(1, &rbo);
glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, rbo);
glRenderbufferStorage(GL_RENDERBUFFER, GL_DEPTH24_STENCIL8, 800, 600);
glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, 0);
//深度和模板缓存
glFramebufferRenderbuffer(GL_FRAMEBUFFER, GL_DEPTH_STENCIL_ATTACHMENT, GL_RENDERBUFFER, rbo);
实战实例
shader.h内容
#pragma once
#ifndef SHADER_H
#define SHADER_H
#include camera.h内容
#pragma once
#ifndef CAMERA_H
#define CAMERA_H
#include 测试程序：绘制与实际效果相反的颜色
#include framebuffer.fs
#version 330 core
out vec4 FragColor;
in vec2 TexCoords;
uniform sampler2D texture1;
void main()
{
FragColor = texture(texture1, TexCoords);
}
framebuffer.vs
#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 aPos;
layout (location = 1) in vec2 aTexCoords;
out vec2 TexCoords;
uniform mat4 model;
uniform mat4 view;
uniform mat4 projection;
void main()
{
TexCoords = aTexCoords;
gl_Position = projection * view * model * vec4(aPos, 1.0);
}
framebuffer_scene.fs
#version 330 core
out vec4 FragColor;
in vec2 TexCoords;
uniform sampler2D screenTexture;
void main()
{
vec3 col = 1-texture(screenTexture, TexCoords).rgb;
FragColor = vec4(col, 1.0);
}
framebuffer_scene.vs
#version 330 core
layout (location = 0) in vec2 aPos;
layout (location = 1) in vec2 aTexCoords;
out vec2 TexCoords;
void main()
{
TexCoords = aTexCoords;
gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, 0.0, 1.0);
}
使用的图片
其他头文件引入请参考
OpenGL学习笔记四——使用stb_image.h加载纹理，理解Mipmap，实现纹理映射
OpenGL学习笔记三——引入GLM库，实现transform
OpenGL 开发环境配置（Windows） - Visual Studio 2017 + GLFW + GLAD 详细教程