OpenGL離線渲染和緩沖區對象

理論

OpenGLl離線渲染就是通過OpenGL將繪制結果渲染到顯存中的一張圖片上，通過gl接口函數可以從顯存讀取到內存中。基於OpenGL的離線渲染機制，可以快速實現一個渲染器：

輸入：圖像，點，線。。。

輸出：圖像

實現方案

從一般到特殊：

1. 不支持FBO

主要介紹PC上，移動設備如果不支持FBO要實現離線渲染那就實在沒轍了。 glDrawBuffer(GL_BACK); glReadBuffer(GL_BACK); 設置讀寫時後緩存區。 一般pc都支持雙緩沖機制，如果沒有GL_BACK就沒轍了。 glDrawPixels 更新顏色緩沖區。 調用opengl繪制函數在GL_BACK繪制。 完成後glReadPixels將顏色緩沖區以從顯存調入內存。 該函數會導致gpu阻塞，效率不高。

2. PC支持FBO

opengl支持多種緩沖區對象： 緩沖區對象說白了就是 顯存中一塊緩存區。OpenGL是業界渲染標准，具體接口功能由顯卡驅動實現，OpenGL客戶端是使用OpeGL的應用程序，OpenGL服務器可以理解成GPU，如果沒有GPU就是OS內核中的一個模塊，緩沖區對象定義在服務器端，減少客戶端每次渲染時數據傳輸開銷。每個緩沖區對象有唯一的ID，類似handle概念，客戶端通過BufferId管理緩沖區對象。   1）紋理對象，最常見的從gl1.0就開始支持，基本操作指令：glGenTextures, glBindTextures, glDeleteTextures，後續有多重紋理增加新的指令。 服務器端的紋理數據，客戶端只有寫權限：glTexSubImage2D函數局部或者全部更新紋理緩沖區內容。   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中存的數據內容不一致，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。 服務器端的VBO，PBO，客戶端有讀寫權限：glMapBuffer 將服務器端內存地址映射為客戶端地址，操作完成調用glUnMapBuffer；或者直接通過glBufferSubData 更新數據。   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 考慮移動設備 考慮Android行情木有研究。   4）RBO(render buffer object)，rbo並不能單獨使用，必須配合fbo，與opengl緩沖區對應，RBO可以存放顏色、深度、模板數據。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創建以後必須綁定緩沖區：顏色、深度必須，模板緩沖區看需求而定。 緩沖區對象並不局限於RBO，紋理對象也可以充當緩沖區對象：創建紋理是glTexImage2D最後一個參數為NULL，在顯存中只需要創建紋理對象，而並不需要傳紋理數據。 紋理對象作為緩沖區對象的例子：http://www.songho.ca/opengl/gl_fbo.html 采用RBO的例子：

免費下載地址在 http://linux.linuxidc.com/

用戶名與密碼都是www.linuxidc.com

具體下載目錄在 /2014年資料/3月/25日/OpenGL離線渲染和緩沖區對象

下載方法見 http://www.linuxidc.com/Linux/2013-07/87684.htm

回到主題，通過fbo實現離線渲染流程如下： 主渲染流程，使用系統默認的緩沖區對象 保存OpenGL現場 —————————>> bind FBO a) glClear 清空FBO對應的各種緩沖區內容 b) 在離線渲染之前，往顏色緩沖區中添加內容，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內存，在後續主渲染流程中創建紋理對象使用。 glCopyTexImage2D使用幀緩沖區的數據定義紋理單元，像素直接從顏色緩沖區讀取，功能類似glCopyPixels
如果顏色緩沖區采用 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制 <<————————— unbind FBO 回到主渲染流程  

3. Mobile 上離線渲染

移動設備，明顯特點是受限，gles是opengl的縮減版，gles沒有glDrawBuffer和glReadBuffer接口，沒法直接操縱前後緩沖區，所以方案1失效 只能轉向FBO。 gles1.1開始支持FBO，gl變量和指令加OES後綴。   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直接往顏色緩沖區拷貝數據，但是gles不支持glDrawPixels。 想到的第一種替代方案：正交投影模式下直接drawTextureQuad，走OpenGL標准流水線：紋理對象創建、數據傳輸，頂點傳輸、幾何變換流程，光柵化、紋理坐標尋址取紋理單元，最終通過緩沖區各種測試將結果寫到顏色緩沖區中。 優化後的方案：紋理對象作為FBO的顏色緩沖區，可以通過glTexSubImage2D函數直接將圖像數據更新到顏色緩沖區中，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示例。