opengl 4.X (离屏渲染-后台渲染)off-screen rendering

openGL可以渲染屏幕的framebuffer,自然可以渲染不直接显示的framebuffer,把数据存入非直接显示的framebuffer中以便后续的渲染需求,或者直接存入纹理贴图texture都是非常灵活的。
需要注意的是因为不同平台数据结构不同的关系,你需要针对不同平台,创建和设置针对的framebuffer格式。
比如如果你使用默认的framebuffer那么,他的大小就是窗口或屏幕的大小,而如果窗口移出屏幕范围,那么有可能对应的shader压根就不会运行了(由于裁剪测试clip test,顶点shader也极有可能把几何直接剔除,那么就进入不了后续的渲染管道)。所以用户需要提供自定义framebuffer,这样渲染到指定地点就是可控制的,但是最大的尺寸是被openGL所限制的。
用户提供的framebuffer被openGL作为framebuffer objects对待,顾名思义它和其他openGL中的objects一样需要被创建并初始化。
首先我们需要为framebuffer object预留一个名字

void glGenFramebuffers(GLsizei n, Gluint * ids);

并把它绑定到设备上下文上去初始化。

void glBindFramebuffer(GLenum target, GLuint framebuffer);

一般情况下 glBindFramebuffer()会把应用程序提供的framebuffer object作为当前framebuffer。其中参数framebuffer就是我们预留的名称之一(opengl都是靠GLuint来索引object的,为它的名称),target参数一般为GL_FRAMEBUFFER。当然同时绑定两个framebuffer对象,一个用于读取,一个用于写入可是可以的。只要把framebuffer对象绑定到GL_READ_FRAMEBUFFER缓冲即可。(作者插一句,一开始初学者可能不懂,为什么opengl要这样的方式,创建并绑定然后初始化任何gl对象,包括一般的顶点数组buffer,纹理buffer等,其实我们从它的调用顺序和逻辑就能看得出,glGen开头的或者glCreat开头的函数都是要你输入一个数组大小,和一个数组指针,传入的都是GLuint,说明在“创建”对象时,这个函数不过向openGL预留了一个对象的名称而已,比如openGL给了顶点buffer一个名称“1”,而给纹理buffer一个名称”2”,给第二个顶点buffer名称”3”,反正都是一个整数,那最少opengl也可以提供65535个对象吧?那么这些名称被预留以后并没有实际的内存储存数据,也不知以何种格式储存数据,所以需要glBind开头的函数来绑定,绑定到哪儿呢?openGL内置的缓冲区中,GL_FRAMEBUFFER,GL_ARRAY_BUFFER,GL_UNIFORM_BUFFER等,绑定之后这些对象“名称”就知道如何储存数据,然后初始化glBufferData()用以在这些超大的GL_XX_BUFFER缓冲区中分配一定的内存空间赋予这些对象”名称”,至此,我们就可以利用这些对象名称,通过缓冲绑定点存储数据,读取数据,修改数据了!整个流程是这样的:预留名称->绑定缓冲->从缓冲分配内存给名称->通过缓冲绑定点读写数据,需要注意的是我们还是要通过绑定缓冲读写数据比如glBufferData它接收的参数是GL_BUFFER,而不是名称对象,这很好的分离了数据与功能,当名称对象1绑定到GL_BUFFER中,通过GL_BUFFER修改1索引区中的数据,然后再绑定其他名称对象2到GL_BUFFER中通过GL_BUFFER修改2索引区中的数据,”名称对象”只负责索引存储数据在缓冲的位置和数据的格式,而缓冲区负责管理存放数据的内存和具体读写功能,分离了数据与方法类似于mvc ,缓冲区为controller,名称对象类似于model)。
如果只写则设置target为GL_DRAW_FRAMEBUFFER. 写对象的绑定会将一切渲染都指定到其目标当中(包括剪裁,模板,深度测试,和最终的颜色模板混合等)。只读framebuffer则是数据源没啥好说的。如果target设置成GL_FRAMEBUFFER则,这块framebuffer是既可读,又可写的,通常我们需要这样的对象。

创建完framebuffer我们就可以把纹理贴图数据贴上去(纹理贴图有自己的组成格式,而framebuffer就是像素格式,最适合设备输出),当然你也可以只贴上去纹理贴图的深度,模板或颜色之一,这样的话framebuffer就成为一个深度,模板或者颜色缓冲了!使用函数glFramebufferTexture()函数去吧纹理贴入framebuffer中,原型为

void glFramebufferTexture(GLenum target, Glenum attachment, Gluint texture, GLint level);

其中target是framebuffer对象的缓冲区捆绑点,可以是GL_READ_FRAMEBUFFER,GL_DRAW_FRAMEBUFFER,或者GL_FRAMEBUFFER。
attachment参数告诉openGL哪些数据是你想贴入buffer的有GL_DEPTH_ATTACHMENT,GL_STENCIL_ATTACHMENT,也可以2个数据一起GL_DEPTH_STENCIL_ATTACHMENT.
想让framebuffer变成颜色buffer的话,GL_COLOR_ATTACHMENT,事实上你可以同时存入多个颜色贴图,GL_COLOR_ATTACHMENT1,GL_COLOR_ATTACHMENT2…..
首先我们看下如何把贴图贴到framebuffer中并渲染出来,(注:这不是标准使用贴图的方法,我们还是应该通过sampler2D等标准贴图绑定模型技术来渲染物体,这个framebuffer只是在特定的情况下的需求,比如截图等),参数texture就是你想要贴入framebuffer的贴图,参数level则是mipmap level,多重纹理使用,如果没有多重纹理即0。
下面代码显示了如何设置深度framebuffer并使用另一张贴图渲染的示例。

//创建一个framebuffer对象(其实是对象索引名称) 并绑定
glGenFramebuffers(1,&fbo);

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