OpenGL（九）使用 FrameBufferObject

在OpenGL中所有的图形，都会绘制到 FrameBufferObject 上。如果想使用界面的做分屏渲染，或需要屏幕图像制成贴图以备后期处理，就需要用到 FrameBufferObject 技术，这种方式也被称为 RTT (Render to Texture)。

原理

通过

glFramebufferTexture2D(GL_FRAMEBUFFER,GL_COLOR_ATTACHMENT0,GL_TEXTURE_2D,colorBuffer,0);

可以将ColorBuffer绑定到一张Texture上。当然也可以绑定到多张贴图中。另外使用这个函数也可以取出深度贴图。

当生成了自己的fbo之后，即可将图元绘制到贴图上面，可以理解为是一个预渲染的过程。

glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER,fbo);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
draw();
glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER,0);

然后在实际渲染时使用fbo中的贴图进行绘制。

实现

创建一个产生fbo的函数，并返回ColorBuffer与depthBuffer

GLuint CreateFrameBufferObject(GLuint &colorBuffer,int width,int height)
{
    GLuint fbo;
    glGenFramebuffers(1,&fbo);
    glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER,fbo);

    //color buffer
    glGenTextures(1,&colorBuffer);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D,colorBuffer);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_LINEAR);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_LINEAR);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_WRAP_T,GL_CLAMP_TO_EDGE);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_WRAP_S,GL_CLAMP_TO_EDGE);
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D,0,GL_RGBA,width,height,0,GL_RGBA,GL_UNSIGNED_BYTE,nullptr);
    glFramebufferTexture2D(GL_FRAMEBUFFER,GL_COLOR_ATTACHMENT0,GL_TEXTURE_2D,colorBuffer,0);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D,0);

    GLenum status = glCheckFramebufferStatus(GL_FRAMEBUFFER);
    if(status != GL_FRAMEBUFFER_COMPLETE)
    {
        printf("FBO Create Fail\n");
    }
    glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER,0);
    return fbo;
}

接着创建另一个program来做平面承接fbo中的texture。

//create fbo
GLuint colorBuffer;
GLuint fbo = CreateFramebufferObject(colorBuffer, width, height);

//main draw
glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, fbo);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
draw();
glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
RenderFullScreenQuad();
glFlush();

auto draw = [&]()->void
{
    //draw work
}

auto RenderFullScreenQuad = [&]()->void
{
    glUseProgram(fsqprogram);

    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, colorBuffer);
    glUniform1i(fsqtextureLocation, 0);
    glBindVertexArray(fsqvao);

    glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, fsqibo);
    glDrawElements(GL_TRIANGLES, fsqindexCount, GL_UNSIGNED_INT, 0);
    glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, 0);

    glBindVertexArray(0);
    glUseProgram(0);
};

最后在shader中做一个全屏的面片，如果是标准的0.5为模型空间坐标的Quad可以简单的使用：

attribute vec3 pos;
attribute vec2 texcoord;
attribute vec3 normal;

uniform mat4 M;
uniform mat4 V;
uniform mat4 P;

varying vec2 V_Texcoord;

void main()
{
    vec4 position=vec4(pos.x*2,pos.y*2,pos.z,1.0);
    V_Texcoord=texcoord;
    gl_Position=position;
}

来制作一个全屏的面片，最终将贴图贴到面片上即可。这部分的实现可以参考之前的文章：OpenGL（三） 加载贴图。

总结

通过 FrameBufferObject (或称为RTT) 可以将画面抓到一张贴图中，有了这张图，我们就可以做很多后期处理的效果。

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