OpenGL離線渲染和緩衝區對象

文章目錄

• 1. 不支援FBO
• 2. PC支援FBO
• 3.  Mobile 上離線渲染

理論

OpenGLl離線渲染就是通過OpenGL將繪製結果渲染到顯存中的一張圖片上，通過gl介面函數可以從顯存讀取到記憶體中。基於OpenGL的離線渲染機制，可以快速實現一個渲染器：

輸入：映像，點，線。。。

輸出：映像

實現方案從一般到特殊：1. 不支援FBO主要介紹PC上， 行動裝置如果不支援FBO要實現離線渲染那就實在沒轍了。glDrawBuffer(GL_BACK); glReadBuffer(GL_BACK); 設定讀寫時後緩衝區。  一般pc都支援雙緩衝機制， 如果沒有GL_BACK就沒轍了。glDrawPixels 更新顏色緩衝區。調用opengl繪製函數在GL_BACK繪製。完成後glReadPixels將顏色緩衝區以從顯存調入記憶體。   該函數會導致gpu阻塞，效率不高。2. PC支援FBO opengl支援多種緩衝區對象：緩衝區對象說白了就是 顯存中一塊緩衝區。OpenGL是業界渲染標準，具體介面功能由顯卡驅動實現，OpenGL用戶端是使用OpeGL的應用程式，OpenGL伺服器可以理解成GPU，如果沒有GPU就是OS核心中的一個模組，緩衝區對象定義在伺服器端，減少用戶端每次渲染時資料轉送開銷。每個緩衝區對象有唯一的ID，類似handle概念，用戶端通過BufferId管理緩衝區對象。1）紋理對象，最常見的從gl1.0就開始支援，基本操作指令：glGenTextures, glBindTextures, glDeleteTextures，後續有多重紋理增加新的指令。伺服器端的紋理資料，用戶端只有 寫入權限：glTexSubImage2D函數局部或者全部更新紋理緩衝區內容。2）VBO(vertex buffer object)和PBO(pixel buffer object) 原理完全一樣使用相同的gl指令：glGenBuffers，glBindBuffers，glDeleteBuffers。。。只不過buffer中存的資料內容不一致，前者存頂點後者存像素。VBO的出現 頂點列表逐漸淡出了人們的視野。伺服器端的VBO，PBO，用戶端有 讀寫權限：glMapBuffer 將伺服器端記憶體位址映射為用戶端地址，操作完成調用glUnMapBuffer；或者直接通過glBufferSubData 更新資料。3）VBO後又出現VAO（vertex array buffer），VAO的是GL3.0出來的東東，有點高處不甚寒 考慮行動裝置 考慮android行情木有研究，有志者請猛擊此處：http://www.zwqxin.com/archives/opengl/vao-and-vbo-stuff.html4）RBO(render buffer object)，rbo並不能單獨使用，必須配合fbo，與opengl緩衝區對應，RBO可以存放顏色、深度、模板資料。指令集合：glGenRenderbuffers，glBindRenderbuffer，glDeleteRenderbuffers。5）FBO(frame buffer object) 有一套專門的指令集合：glGenFramebuffers, glBindFramebuffer, glDeleteFramebuffers.。FBO建立以後必須綁定緩衝區：顏色、深度必須，樣板緩衝區看需求而定。緩衝區對象並不局限於RBO，紋理對象也可以充當緩衝區對象：建立紋理是glTexImage2D最後一個參數為NULL，在顯存中只需要建立紋理對象，而並不需要傳紋理資料。紋理對象作為緩衝區對象的例子：http://www.songho.ca/opengl/gl_fbo.html採用RBO的例子：http://www.codesampler.com/source/ogl_fbo_pbo_readback.zip回到主題， 通過fbo實現離線渲染流程如下： 主渲染流程，使用系統預設的緩衝區對象 儲存OpenGL現場               —————————>>  bind FBO              a)  glClear 清空FBO對應的各種緩衝區內容              b)  在離線渲染之前，往顏色緩衝區中新增內容，如背景圖片              c)  set projectionMatrix              d)  set modelviewMatrix              e)  all draw calls  // draw some stuff              f)  glReadPixels // 如果需要，渲染結果圖片從顯存調入記憶體，在後續主渲染流程中建立紋理對象使用。                  glCopyTexImage2D使用框架緩衝區的資料定義紋理單元，像素直接從顏色緩衝區讀取，功能類似glCopyPixels
                 如果顏色緩衝區採用 紋理對象，後續在主渲染流程中 可以直接使用該紋理進行繪製               <<—————————  unbind FBO 回到主渲染流程3.  Mobile 上離線渲染行動裝置，明顯特點是受限，gles是opengl的縮減版，gles沒有glDrawBuffer和glReadBuffer介面，沒法直接操縱前後緩衝區，所以方案1失效 只能轉向FBO。gles1.1開始支援FBO，gl變數和指令加OES尾碼。手機上fbo離線渲染流程跟PC上基本類似，在此主要說兩點主要差別：1）關於 離線渲染的步驟b，pc上最常見的做法glDrawPixels直接往顏色緩衝區拷貝資料，但是gles不支援glDrawPixels。想到的第一種替代方案：正交投影模式下直接drawTextureQuad，走OpenGL標準流水線：紋理對象建立、資料轉送，頂點傳輸、幾何變換流程，光柵化、紋理座標定址取紋理單元，最終通過緩衝區各種測試將結果寫到顏色緩衝區中。 最佳化後的方案：紋理對象作為FBO的顏色緩衝區，可以通過glTexSubImage2D函數直接將映像資料更新到顏色緩衝區中，全部或者局部，功能跟glDrawPixels完全一致，避免走OpenGL流水線。2）在手機上效率優先，建議不要直接使用glReadPixels函數，可以參考ogl_fbo_pbo_readback樣本。