帧缓冲 - LearnOpenGL-CN

把这几种缓冲结合起来叫做帧缓冲(Framebuffer)，它被储存于内存中。

OpenGL给了我们自己定义帧缓冲的自由，我们可以选择性的定义自己的颜色缓冲、深度和模板缓冲。

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把这几种缓冲结合起来叫做帧缓冲(Framebuffer)，它被储存于内存中。

OpenGL给了我们自己定义帧缓冲的自由，我们可以选择性的定义自己的颜色缓冲、深度和模板缓冲。

我们目前所做的渲染操作都是是在默认的帧缓冲之上进行的。

当你创建了你的窗口的时候默认帧缓冲就被创建和配置好了（GLFW为我们做了这件事）。

通过创建我们自己的帧缓冲我们能够获得一种额外的渲染方式。

你也许不能立刻理解应用程序的帧缓冲的含义，通过帧缓冲可以将你的场景渲染到一个不同的帧缓冲中，可以使我们能够在场景中创建镜子这样的效果，或者做出一些炫酷的特效。

首先我们会讨论它们是如何工作的，然后我们将利用帧缓冲来实现一些炫酷的效果。

创建一个帧缓冲 就像OpenGL中其他对象一样，我们可以使用一个叫做glGenFramebuffers的函数来创建一个帧缓冲对象（简称FBO）： GLuintfbo; glGenFramebuffers(1,&fbo); 这种对象的创建和使用的方式我们已经见过不少了，因此它们的使用方式也和之前我们见过的其他对象的使用方式相似。

首先我们要创建一个帧缓冲对象，把它绑定到当前帧缓冲，做一些操作，然后解绑帧缓冲。

我们使用glBindFramebuffer来绑定帧缓冲： glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER,fbo); 绑定到GL_FRAMEBUFFER目标后，接下来所有的读、写帧缓冲的操作都会影响到当前绑定的帧缓冲。

也可以把帧缓冲分开绑定到读或写目标上，分别使用GL_READ_FRAMEBUFFER或GL_DRAW_FRAMEBUFFER来做这件事。

如果绑定到了GL_READ_FRAMEBUFFER，就能执行所有读取操作，像glReadPixels这样的函数使用了；绑定到GL_DRAW_FRAMEBUFFER上，就允许进行渲染、清空和其他的写入操作。

大多数时候你不必分开用，通常把两个都绑定到GL_FRAMEBUFFER上就行。

很遗憾，现在我们还不能使用自己的帧缓冲，因为还没做完呢。

建构一个完整的帧缓冲必须满足以下条件： 我们必须往里面加入至少一个附件（颜色、深度、模板缓冲）。

其中至少有一个是颜色附件。

所有的附件都应该是已经完全做好的（已经存储在内存之中）。

每个缓冲都应该有同样数目的样本。

如果你不知道什么是样本也不用担心，我们会在后面的教程中讲到。

从上面的需求中你可以看到，我们需要为帧缓冲创建一些附件(Attachment)，还需要把这些附件附加到帧缓冲上。

当我们做完所有上面提到的条件的时候我们就可以用glCheckFramebufferStatus带上GL_FRAMEBUFFER这个参数来检查是否真的成功做到了。

然后检查当前绑定的帧缓冲，返回了这些规范中的哪个值。

如果返回的是GL_FRAMEBUFFER_COMPLETE就对了： if(glCheckFramebufferStatus(GL_FRAMEBUFFER)==GL_FRAMEBUFFER_COMPLETE) //Executevictorydance 后续所有渲染操作将渲染到当前绑定的帧缓冲的附加缓冲中，由于我们的帧缓冲不是默认的帧缓冲，渲染命令对窗口的视频输出不会产生任何影响。

出于这个原因，它被称为离屏渲染（off-screenrendering），就是渲染到一个另外的缓冲中。

为了让所有的渲染操作对主窗口产生影响我们必须通过绑定为0来使默认帧缓冲被激活： glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER,0); 当我们做完所有帧缓冲操作，不要忘记删除帧缓冲对象： glDeleteFramebuffers(1,&fbo); 现在在执行完成检测前，我们需要把一个或更多的附件附加到帧缓冲上。

一个附件就是一个内存地址，这个内存地址里面包含一个为帧缓冲准备的缓冲，它可以是个图像。

当创建一个附件的时候我们有两种方式可以采用：纹理或渲染缓冲（renderbuffer）对象。

纹理附件 当把一个纹理附加到帧缓冲上的时候，所有渲染命令会写入到纹理上，就像它是一个普通的颜色/深度或者模板缓冲一样。

使用纹理的好处是，所有渲染操作的结果都会被储存为一个纹理图像，这样我们就可以简单的在着色器中使用了。

创建一个帧缓冲的纹理和创建普通纹理差不多： GLuinttexture; glGenTextures(1,&texture); glBindTexture(GL_TEXTURE_2D,texture); 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); 这里主要的区别是我们把纹理的维度设置为屏幕大小（尽管不是必须的），我们还传递NULL作为纹理的data参数。

对于这个纹理，我们只分配内存，而不去填充它。

纹理填充会在渲染到帧缓冲的时候去做。

同样，要注意，我们不用关心环绕方式或者Mipmap，因为在大多数时候都不会需要它们的。

如果你打算把整个屏幕渲染到一个或大或小的纹理上，你需要用新的纹理的尺寸作为参数再次调用glViewport（要在渲染到你的帧缓冲之前做好），否则只有一小部分纹理或屏幕能够绘制到纹理上。

现在我们已经创建了一个纹理，最后一件要做的事情是把它附加到帧缓冲上： glFramebufferTexture2D(GL_FRAMEBUFFER,GL_COLOR_ATTACHMENT0,GL_TEXTURE_2D,texture,0); glFramebufferTexture2D函数需要传入下列参数： target：我们所创建的帧缓冲类型的目标（绘制、读取或两者都有）。

attachment：我们所附加的附件的类型。

现在我们附加的是一个颜色附件。

需要注意，最后的那个0是暗示我们可以附加1个以上颜色的附件。

我们会在后面的教程中谈到。

textarget：你希望附加的纹理类型。

texture：附加的实际纹理。

level：Mipmaplevel。

我们设置为0。

除颜色附件以外，我们还可以附加一个深度和一个模板纹理到帧缓冲对象上。

为了附加一个深度缓冲，我们可以知道那个GL_DEPTH_ATTACHMENT作为附件类型。

记住，这时纹理格式和内部格式类型（internalformat）就成了GL_DEPTH_COMPONENT去反应深度缓冲的存储格式。

附加一个模板缓冲，你要使用GL_STENCIL_ATTACHMENT作为第二个参数，把纹理格式指定为GL_STENCIL_INDEX。

也可以同时附加一个深度缓冲和一个模板缓冲为一个单独的纹理。

这样纹理的每32位数值就包含了24位的深度信息和8位的模板信息。

为了把一个深度和模板缓冲附加到一个单独纹理上，我们使用GL_DEPTH_STENCIL_ATTACHMENT类型配置纹理格式以包含深度值和模板值的结合物。

下面是一个附加了深度和模板缓冲为单一纹理的例子： glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D,0,GL_DEPTH24_STENCIL8,800,600,0,GL_DEPTH_STENCIL,GL_UNSIGNED_INT_24_8,NULL); glFramebufferTexture2D(GL_FRAMEBUFFER,GL_DEPTH_STENCIL_ATTACHMENT,GL_TEXTURE_2D,texture,0); 缓冲对象附件 在介绍了帧缓冲的可行附件类型——纹理后，OpenGL引进了渲染缓冲对象(Renderbufferobjects)，所以在过去那些美好时光里纹理是附件的唯一可用的类型。

和纹理图像一样，渲染缓冲对象也是一个缓冲，它可以是一堆字节、整数、像素或者其他东西。

渲染缓冲对象的一大优点是，它以OpenGL原生渲染格式储存它的数据，因此在离屏渲染到帧缓冲的时候，这些数据就相当于被优化过的了。

渲染缓冲对象将所有渲染数据直接储存到它们的缓冲里，而不会进行针对特定纹理格式的任何转换，这样它们就成了一种快速可写的存储介质了。

然而，渲染缓冲对象通常是只写的，不能修改它们（就像获取纹理，不能写入纹理一样）。

可以用glReadPixels函数去读取，函数返回一个当前绑定的帧缓冲的特定像素区域，而不是直接返回附件本身。

因为它们的数据已经是原生格式了，在写入或把它们的数据简单地到其他缓冲的时候非常快。

当使用渲染缓冲对象时，像切换缓冲这种操作变得异常高速。

我们在每个渲染迭代末尾使用的那个glfwSwapBuffers函数，同样以渲染缓冲对象实现：我们简单地写入到一个渲染缓冲图像，最后交换到另一个里。

渲染缓冲对象对于这种操作来说很完美。

创建一个渲染缓冲对象和创建帧缓冲代码差不多： GLuintrbo; glGenRenderbuffers(1,&rbo); 相似地，我们打算把渲染缓冲对象绑定，这样所有后续渲染缓冲操作都会影响到当前的渲染缓冲对象： glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER,rbo); 由于渲染缓冲对象通常是只写的，它们经常作为深度和模板附件来使用，由于大多数时候，我们不需要从深度和模板缓冲中读取数据，但仍关心深度和模板测试。

我们就需要有深度和模板值提供给测试，但不需要对这些值进行采样（sample），所以深度缓冲对象是完全符合的。

当我们不去从这些缓冲中采样的时候，渲染缓冲对象通常很合适，因为它们等于是被优化过的。

调用glRenderbufferStorage函数可以创建一个深度和模板渲染缓冲对象： glRenderbufferStorage(GL_RENDERBUFFER,GL_DEPTH24_STENCIL8,800,600); 创建一个渲染缓冲对象与创建纹理对象相似，不同之处在于这个对象是专门被设计用于图像的，而不是通用目的的数据缓冲，比如纹理。

这里我们选择GL_DEPTH24_STENCIL8作为内部格式，它同时代表24位的深度和8位的模板缓冲。

最后一件还要做的事情是把帧缓冲对象附加上： glFramebufferRenderbuffer(GL_FRAMEBUFFER,GL_DEPTH_STENCIL_ATTACHMENT,GL_RENDERBUFFER,rbo); 在帧缓冲项目中，渲染缓冲对象可以提供一些优化，但更重要的是知道何时使用渲染缓冲对象，何时使用纹理。

通常的规则是，如果你永远都不需要从特定的缓冲中进行采样，渲染缓冲对象对特定缓冲是更明智的选择。

如果哪天需要从比如颜色或深度值这样的特定缓冲采样数据的话，你最好还是使用纹理附件。

从执行效率角度考虑，它不会对效率有太大影响。

渲染到纹理 现在我们知道了（一些）帧缓冲如何工作的，是时候把它们用起来了。

我们会把场景渲染到一个颜色纹理上，这个纹理附加到一个我们创建的帧缓冲上，然后把纹理绘制到一个简单的四边形上，这个四边形铺满整个屏幕。

输出的图像看似和没用帧缓冲一样，但是这次，它其实是直接打印到了一个单独的四边形上面。

为什么这很有用呢？下一部分我们会看到原因。

第一件要做的事情是创建一个帧缓冲对象，并绑定它，这比较明了： GLuintframebuffer; glGenFramebuffers(1,&framebuffer); glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER,framebuffer); 下一步我们创建一个纹理图像，这是我们将要附加到帧缓冲的颜色附件。

我们把纹理的尺寸设置为窗口的宽度和高度，并保持数据未初始化： //Generatetexture GLuinttexColorBuffer; 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); //Attachittocurrentlyboundframebufferobject glFramebufferTexture2D(GL_FRAMEBUFFER,GL_COLOR_ATTACHMENT0,GL_TEXTURE_2D,texColorBuffer,0); 我们同样打算要让OpenGL确定可以进行深度测试（模板测试，如果你用的话）所以我们必须还要确保向帧缓冲中添加一个深度（和模板）附件。

由于我们只采样颜色缓冲，并不采样其他缓冲，我们可以创建一个渲染缓冲对象来达到这个目的。

记住，当你不打算从指定缓冲采样的的时候，它们是一个不错的选择。

创建一个渲染缓冲对象不太难。

唯一一件要记住的事情是，我们正在创建的是一个渲染缓冲对象的深度和模板附件。

我们把它的内部给事设置为GL_DEPTH24_STENCIL8，对于我们的目的来说这个精确度已经足够了。

GLuintrbo; glGenRenderbuffers(1,&rbo); glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER,rbo); glRenderbufferStorage(GL_RENDERBUFFER,GL_DEPTH24_STENCIL8,800,600); glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER,0); 我们为渲染缓冲对象分配了足够的内存空间以后，我们可以解绑渲染缓冲。

接着，在做好帧缓冲之前，还有最后一步，我们把渲染缓冲对象附加到帧缓冲的深度和模板附件上： glFramebufferRenderbuffer(GL_FRAMEBUFFER,GL_DEPTH_STENCIL_ATTACHMENT,GL_RENDERBUFFER,rbo); 然后我们要检查帧缓冲是否真的做好了，如果没有，我们就打印一个错误消息。

if(glCheckFramebufferStatus(GL_FRAMEBUFFER)!=GL_FRAMEBUFFER_COMPLETE) cout<