使用OpenGL为Camera添加各种滤镜「第三章，Android音视频编码那点破事」

 本章仅对部分代码进行讲解，以帮助读者更好的理解章节内容。本系列文章涉及的项目HardwareVideoCodec已经开源到Github。目前已迭代多个稳定版本，欢迎查阅学习和使用，如有BUG或建议，欢迎Issue。

  在第二章中，我们通过一个Camera SurfaceTexture纹理，把摄像头数据绘制到这个纹理上，同时TextureView的SurfaceTexture纹理通过id与第一个纹理关联起来，从而把摄像头画面直接绘制到屏幕上。
  对OpenGL有一定了解的人可能会知道，要使用OpenGL渲染各种好看的特效，FBO必不可少。通过FBO，我们可以先把摄像头数据绘制到Camera SurfaceTexture纹理上，然后把这个纹理数据再绘制到一个离屏的FBO，我们可以在这个FBO上做各种特效处理，处理完之后再把离屏FBO中的数据绘制到TextureView的SurfaceTexture纹理，也就是手机屏幕上。

滤镜绘制流程

 

从上图中我们不难看出：

1. 两端的纹理都包含EGL环境，只有中间FBO没有，因为FBO只是作为缓存的作用，不跟任何设备有关联。
2. 其实Camer SurfaceTexture也需要一个FBO，因为需要把摄像头数据缓存到这个FBO，那为什么TextureView却不需要呢，因为广义上来说，屏幕的缓存就是它的FBO。
3. 从数据流方向来看，Camer SurfaceTexture从Camera中读取数据缓存到自己的FBO中，然后离屏FBO通过Camer SurfaceTexture的ID读取Camera FBO中的数据缓存到自己的内存中，在这里可以对这个FBO做各种处理，最后TextureView从离屏FBO的ID读取缓存的数据绘制到屏幕上。

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  在前两章的基础上，我们已经有了Camera SurfaceTexture和TextureView SurfaceTexture，现在我们需要再加入一层离屏FBO。
一、向OpenGL申请FBO，frameBuffer和frameBufferTexture：

1. frameBuffer指向OpenGL的一块内存。
2. frameBufferTexture可以把frameBuffer中的数据作为一个纹理绑定到OpenGL。

open fun initFrameBuffer() {
        val frameBuffer = IntArray(1)
        val frameBufferTex = IntArray(1)
        GLES20.glGenFramebuffers(1, frameBuffer, 0)
        GLES20.glGenTextures(1, frameBufferTex, 0)
        GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, frameBufferTex[0])
        GLES20.glTexImage2D(GLES20.GL_TEXTURE_2D, 0, GLES20.GL_RGBA, width, height, 0, GLES20.GL_RGBA, GLES20.GL_UNSIGNED_BYTE, null)
        GLES20.glTexParameterf(GLES20.GL_TEXTURE_2D,
                GLES20.GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GLES20.GL_LINEAR.toFloat())
        GLES20.glTexParameterf(GLES20.GL_TEXTURE_2D,
                GLES20.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GLES20.GL_LINEAR.toFloat())
        GLES20.glTexParameterf(GLES20.GL_TEXTURE_2D,
                GLES20.GL_TEXTURE_WRAP_S, GLES20.GL_CLAMP_TO_EDGE.toFloat())
        GLES20.glTexParameterf(GLES20.GL_TEXTURE_2D,
                GLES20.GL_TEXTURE_WRAP_T, GLES20.GL_CLAMP_TO_EDGE.toFloat())
        GLES20.glBindFramebuffer(GLES20.GL_FRAMEBUFFER, frameBuffer[0])
        GLES20.glFramebufferTexture2D(GLES20.GL_FRAMEBUFFER, GLES20.GL_COLOR_ATTACHMENT0, GLES20.GL_TEXTURE_2D, frameBufferTex[0], 0)
        GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, 0)
        GLES20.glBindFramebuffer(GLES20.GL_FRAMEBUFFER, 0)
        val error = GLES20.glGetError()
        if (error != GLES20.GL_NO_ERROR) {
            val msg = "initFrameBuffer: glError 0x" + Integer.toHexString(error)
            debug_e(msg)
            return
        }
        //FBO，通过这个往FBO内存中写入数据
        frameBuffer = frameBuffer[0]
        //FBO ID，通过这个从FBO的内存中读取数据
        frameBufferTexture = frameBufferTex[0]
    }

二、现在我们有了frameBuffer和frameBufferTexture，接下来我们把Camera SurfaceTexture FBO中的数据绘制到这个frameBuffer中。

    private fun drawCamera() {
        if (null != cameraWrapper.surfaceTexture) {
            cameraSurfaceTexture?.updateTexImage()
            cameraSurfaceTexture?.getTransformMatrix(transformMatrix)
        }
        cameraEgl?.makeCurrent()
        GLES20.glViewport(0, 0, cameraPreviewHeight, cameraPreviewWidth)
        GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT)
        GLES20.glClearColor(0.3f, 0.3f, 0.3f, 0f)

        GLES20.glBindFramebuffer(GLES20.GL_FRAMEBUFFER, frameBuffer!!)
        GLES20.glUseProgram(shaderProgram!!)
        GLES20.glActiveTexture(GLES20.GL_TEXTURE0)
        GLES20.glBindTexture(GLES11Ext.GL_TEXTURE_EXTERNAL_OES, cameraSurfaceTextureId)
        GLES20.glUniform1i(uTextureLocation, 0)
        enableVertex(aPositionLocation, aTextureCoordinateLocation, buffer!!, verticesBuffer!!)
        GLES20.glUniformMatrix4fv(uTextureMatrix, 1, false, transformMatrix, 0)

        drawer.draw()

        GLES20.glFinish()
        GLES20.glDisableVertexAttribArray(aPositionLocation)
        GLES20.glDisableVertexAttribArray(aTextureCoordinateLocation)
        GLES20.glBindTexture(GLES11Ext.GL_TEXTURE_EXTERNAL_OES, GLES20.GL_NONE)
        GLES20.glUseProgram(GLES20.GL_NONE)
        GLES20.glBindFramebuffer(GLES20.GL_FRAMEBUFFER, GLES20.GL_NONE)
    }

三、现在frameBuffer中已经有了数据，在这里可以运用OpenGL对数据进行处理，这里以简单的GreyFilter为例（点我查看源码）,这里就不贴具体代码了。

    private fun drawFilter() {
        synchronized(filterLock) {
            if (null == filter) return
            GLES20.glViewport(0, 0, parameter.video.width, parameter.video.height)
            GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT)
            filter?.drawTexture(null)
        }
    }

四、最后通过frameBufferTexture把数据绘制到屏幕，点我查看源码。

fun drawScreen(){
        screenWrapper?.egl?.makeCurrent()
        //根据需要对画面进行裁剪
        GLES20.glViewport(viewportX, viewportY, width, height)
        GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT)
        GLES20.glClearColor(0.3f, 0.3f, 0.3f, 0f)
        screenWrapper?.drawTexture(transformMatrix)
        screenWrapper?.egl?.swapBuffers()
}

  以上就是本章关于OpenGL为Camera添加各种滤镜的所有内容，至于如何编写OpenGL Shape实现各种滤镜，由于内容比较多，以后有机会单独另开章节详细介绍。

本章知识点：

1. FBO的使用。
2. OpenGL纹理绘制的基本流程。

本章相关源码·HardwareVideoCodec项目：

• DefaultRenderImpl
• CameraTextureWrapper
• GreyFilter
• ScreenTextureWrapper