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            孔雀開發小屋

            專注并致力于手機客戶端開發
            <2010年12月>
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            OpenGL中FBO的概念及其應用
            FBO一個最常見的應用就是:渲染到紋理(render to texture),通過這項技術可以實現發光效果,環境映射,陰影映射等很炫的效果。

            OpenGL中的Frame Buffer Object(FBO)擴展,被推薦用于把數據渲染到紋理對像。相對于其它同類技術,如數據拷貝或交換緩沖區等,使用FBO技術會更高效并且更容易實現。

            在OpenGL渲染管線中,幾何數據和紋理最終都是以2d像素繪制到屏幕上。最后一步的渲染目標在OpenGL渲染管線中被稱為幀緩存(frame buffer)。幀緩存是顏色緩存、深度緩存、模板緩存、累積緩存的集合。默認情況下, OpenGL使用的幀緩存是由窗體系統創建和管理的。

            在OpenGL擴展中,GL_EXT_framebuffer_object擴展提供了一個創建額外幀緩存對象(FBO)的接口。這個幀緩存的創建和控制完全是由OpenGL完成的,有別于窗體系統創建的默認的幀緩存。與系統默認的幀緩存類似,一個FBO也是顏色緩存、深度緩存、模板緩存的集合(FBO不包括累積緩存),然后OpenGL程序就可以把渲染重定向到FBO中。

            這里有一個新的概念需要注意,那就是renderbuffer object。這個對象是通過GL_EXT_framebuffer_object擴展創建。它被用來在渲染過程中為一個2D圖像提供渲染目標。

            下圖展示了FBO和renderbuffer object與texture object之間的關系。從圖中我們可以看出:多個renderbuffer object和texture object可以通過掛接點掛接到FBO上。需要主要的是FBO并沒有實際存儲數據的地方,它只是一個數據的殼,它只有掛接點。



            一個FBO對象包含多個顏色掛接點和一個深度掛接點以及一個模板掛接點。不同的顯卡支持的顏色掛接點的數目是不同的,可以通過查詢GL_MAX_COLOR_ATTACHMENTS_EXT獲取支持的最大的掛接點的數目。支持多個顏色掛接點的原因是FBO可以在同一時間內將顏色緩存渲染到多個目標中去,這種能力被稱為MRT(multiple render targets)。通過GL_ARB_draw_buffers擴展可以實現該功能。

            幀緩沖提供了一種有效的切換機制,使得掛接和卸載一個可掛接的圖像非常之迅速。FBO使用glFramebufferTexture2DEXT()來進行texturebuffer對象的切換,使用glFramebufferRenderbufferEXT()來進行renderbuffer對象的切換。

            讓我們看一下其使用過程:
            1.FBO對象的創建與銷毀
            void glGenFramebuffersEXT(GLsizei n, GLuint* ids);
            void glDeleteFramebuffersEXT(GLsizei n, const GLuint* ids);
            第一個參數是要創建的FBO的個數,第二個保存創建的FBO的ID。

            2.一旦FBO對象創建完畢,即要進行綁定
            void glBindFramebufferEXT(GLenum target, GLuint id);
            第一個參數必須是GL_FRAMEBUFFER_EXT
            第二個參數是第一步創建FBO對象中獲取的id號,該id號是一個非0值,因為系統默認的FBO的id號是0,所以如果你想取消FBO的綁定,將id等于0作為id參數傳遞給該函數即可。

            3.創建Renderbuffer Object
            void glGenRenderbuffersEXT(GLsizei n, GLuint* ids);
            void glDeleteRenderbuffersEXT(GLsizei n, const GLuint* ids);

            4.同樣的,Renderbuffer Object創建好之后,要記得綁定。
            void glBindRenderbufferEXT(GLenum target, GLuint id)

            5.確定Renderbuffer Object的數據格式和尺寸。
              這一步很重要,因為我們只是創建了Renderbuffer Object,還沒有為它提供一個存儲數據的地方,也沒有指定其存儲數據的地方存儲什么格式的數據,所以接下來就要做這個事情了。
            void glRenderbufferStorageEXT(GLenum target, GLenum internalFormat, GLsizei width, GLsizei height);
            第一個參數必須是GL_RENDERBUFFER_EXT
            第二個參數可以是可渲染的顏色格式,如(GL_RGB, GL_RGBA, etc.),可渲染的深度格式(GL_DEPTH_COMPONENT)或者是可渲染的模板格式(GL_STENCIL_INDEX)。
            最后兩個參數就是以像素為單位指定數據所要占用內存的大小。

            這里需要注意兩點:
            1。 指定的內存區域的寬和高應該都小于GL_MAX_RENDERBUFFER_SIZE_EXT,否則將產生GL_INVALID_VALUE錯誤。
            2。 所有的texture object也好,renderbuffer object也好,其寬和高都是嚴格一致的。

            6.指定掛接的對象
            glFramebufferTexture2DEXT函數掛接一個texture圖像到FBO
            glFramebufferRenderbufferEXT函數掛接一個Renderbuffer圖像到FBO

            7.檢測FBO狀態
            該掛接的對象都掛接好了,在使用FBO之前,必須要檢查FBO的狀態是否處于完成狀態。如果FBO處于未完成狀態,那么繪制操作就會失敗。如何獲取FBO的完成狀態呢?使用
            glCheckFramebufferStatusEXT函數。

            至此,關于FBO的概念及其使用就算告一段落了。下面給出一個完整的例子,該例子是從國外一個網站上找到的,代碼寫得簡單而漂亮,對FBO的演示也很完善。

            FBO Demo

            posted on 2010-08-26 04:33 孔雀 閱讀(15364) 評論(5)  編輯 收藏 引用 所屬分類: Graphics

            評論

            # re: OpenGL中FBO的概念及其應用 2010-08-26 08:09 路青飛

            有文字,還有圖片,更有demo下載。
            我就喜歡這種類型的博客。
            非常感謝孔雀的分享。
              回復  更多評論    

            # re: OpenGL中FBO的概念及其應用 2010-08-26 09:16 羅朝輝

            文章有兩段文字重復了好幾遍哈。。。。
              回復  更多評論    

            # re: OpenGL中FBO的概念及其應用 2010-08-26 11:51 孔雀

            @羅朝輝
            謝謝.發博的時間太晚了,頭腦都有點不清醒了。重復的地方已刪除!
              回復  更多評論    

            # re: OpenGL中FBO的概念及其應用 2010-08-26 17:19 chaogu

            demo效果不錯,就是blog寫得有點難懂.......
              回復  更多評論    

            # re: OpenGL中FBO的概念及其應用 2013-06-22 10:11 free snow

            感謝 轉載了
              回復  更多評論    
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