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Opengl编程学习笔记(五)——从FRAGMENT到PIXEL(framebuffer 帧缓存)

简介:
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1.帧缓存包括颜色、scissoralphastencildepth这些缓存,所以帧缓存不是一片缓存,而是所有这些缓存的组合,帧缓存它对应了屏幕上的每一个pixel(不是真正的pixel,而是一个fragment所对应的位置)的各种这些信息(颜色、ZBUFFER、等等),几何体的fragment时没有帧缓存的,帧缓存时屏幕上的,一个缓存的一位就对应一个位片面。

Colorbuffer是最终表现在屏幕上的,但是其他缓存决定了最后这些color是否和怎样绘制在屏幕上.,其中除了colorbuffer的那些帧缓存也称作辅助缓存.

在光栅化得到fragment后,就要按照以下的顺序进行各种测试,那些通过测试了的像素才有资格最后放到屏幕上,在通过所有测试后,这些fragment将可能被写入原有的帧缓存(但是在最后混合出来的颜色值可能与屏幕原有的帧缓存中 的颜色缓存做各种运算,所以颜色缓存有时可能不会被简单覆盖,但其他缓存会。

2.颜色缓存的读写:glDrawBufferglReadBuffer(),然后调用GlwritePixelglreadpixel

3缓存掩码(MASK):

可以设置每种帧缓存的掩码,再写入相应缓存时就会被掩码作用,具体表现为

GlIndexmaskGlint  mask):如果在索引模式下,当mask的第i位为0时,则第i个索引的颜色不会被写入到颜色缓存中,你会看到原本为那个颜色的区域变成空空的了,为1正常绘制,可以利用他进行层动画。

GlcolormaskGLboolean redGLboolean greenGLboolean blueGLboolean alpha):它可以控制颜色值中的那个通道绘制那个不被绘制(1为绘制),这个可以让你查看各种颜色的渲染,如图是只显示红色的情形:

GlDepthMaskGLboolean flag):当flag为真时写入深度缓存,否则就不写入。默认是写入的,那如果为否不写入你将看到什么效果呢?这样每一帧后绘制的那个物体它不写帧缓存,也就是它的帧缓存默认为最小的0,所以此时你永远看到后绘制的在前面(这跟正常情况下不带开深度测试看到的场景是一样的)。

深度缓存的掩码有很多的应用,例如你可以随时置它与FALSE控制以后的物体为后绘制的现实在最上层

4fragment的测试

注意这里要进行的所有测试都是在fragmen级别上的,这部分也是本章的核心内容。测试的意义是;当一个被计算出来的fragment要最终成为屏幕的一个pixel时要按照下面顺序通过测试,如果在哪个阶段不被通过,就会不绘制,如果最后都通过了,确定要在屏幕的颜色缓存上绘制这一点时,还要将这点屏幕缓存该点原先颜色进行某种混合。

Scissor Test:这里通过glScissor()定义一个矩形区域(Scissor box),如果片段在这和矩形内,则通过,不在则不通过(不显示),这个相当于StencilTest的矩形版。效果如下:就像从一小窗口观看的感觉

 

Alpha test:它的基本功能时利用alphaRGBAA 缓存来判定是否绘制一个像素,虽然它的值经常被用来进行混合效果。用glAlphaFunc()来定义参考值和通过测试的条件。测试的过程是,用fragmentalpha值遇一个定义的参考值做比较,比较的方式由glAlphaFunc指定,通过这个比较来判断是否通过测试。

Alpha test可以制作镂空效果或是billboard,制作billboard的过程是:制作一个贴有rgba四通道的贴图,其中透明部分的alpha0,反之为1,在场景中为一个细分的多边形贴上这个贴图作为纹理,其中顶点的ALPHA值就为其贴图的点的ALPHA值,最后使用alpha测试,并将比较函数设置为GL_GRETER,参考值为0.5,这样0的那部分就会不通过,变成完全透明的了。

 

Stencil test:它时一个模板测试,形象的比喻就是在stencil test处理中,会依据stencil buffer这个记忆体中所存放的资料,来决定是否要舍弃像素。它的测试过程是这样的,在所有像素的stencil buffer里面存储了一些值,然后定义了一个比较方法和一个参考值,如果参考值与该点的stencilbuffer里面的值在这种比较方式下通过,那么这点通过测试,被绘制。你不能直接写入stencilbuffer,但是可以通过glStencilOp()来间接写入,这个函数设定当一个fragment通过或者不通过Stencil缓存时Stencil缓存起什么变化。

Stencil test最常用的用途就是在屏幕上定义一块不规则的区域,然后限制在这个区域内显示。它的实现方法是这样的:

首先要清空当前的Stencil缓存为0glClearStencil0);glClearGL_STENCIL_BUFFER_BIT

然后设定glStencilFunc()为GLALWAYS1,就是都通过该测试,并且设定GLSENCILOPGL_REPLACEGL_REPLACEGL_REPLACE)接着绘制你希望的不规则区域的形状。这段代码的意思就是让你绘制的那个形状都通过Stencil测试,而且通过后都用1来取代那点的Stencil缓存。这样就把Stencil缓存变成了那块形状的区域为1,定制了一个这种形状的模板,注意每次RESIZE的时候stencil会自动清空掉

最后要清空屏幕的颜色和深度缓存,然后设定glStencilFuncGL_EQUAL1GLSENCILOPGL_KEEP(不变Stencil缓存了,最后后绘制你要绘制的场景,这样那些等于1stencil位置被绘制上了,不等于的就不绘制了,这是这种算法的效果:里面在一个人形的区域内绘制,这对一些游戏的GUI来说很有帮助

 

Depth test:通常进行深度测试的过程是这样的,在每一帧开始用一个很大的值来清空深度缓存,然后在绘制时,会自动产生当前的深度,默认采用的比较函数是较小的深度通过测试进行绘制,这样就剔除了背景。当然也可以用glDepthFunc来设置比较函数

 

当进行过上述测试后,所有即将认为要被写到同一屏幕位置的片段将混合他们的颜色值,作为最后的颜色在最后一步写在屏幕上,在这里可以设置这个混合方式

 

Dithering:这一歩时用在索引模式,因为在索引模式下如果混合后的颜色不再索引中,他将找一种所颜色拼凑的方式来替代,打开GL_DITHER的开关即可。

 

最后一步逻辑操作:最后一步时逻辑操作,我们在前面生成了将写在屏幕上的颜色,而此时COLORBUFFER有刚才的颜色值,这是可以选择对这两个值进行操作,默认是GL_COPY,也就是单纯拷贝新值到屏幕上,但是事实上还有很多可选的逻辑操作,当然要打开GL_COLOR_LOGIC_OP/INDEX开关。其实这个操作时非常有用的,它可以直接控制最后在屏幕上的显示状况,它只是改变最后屏幕上的像素,所以可以很轻松的实现肯多小TRIK,如颜色反置,切换场景与清空等等。

 

关于Accumulation Buffer,这个framebuffer和测试无关,它用来累计颜色缓存上的值,也就是说他可以将每帧的颜色缓存的值类加到她这里,然后她还可以把他累加的内容重新写入颜色缓存,我们看上去就像一幅几张图像叠加的照片。我们可以控制这些过程。glAccum()控制对这个缓存的操作,通常有开始累加,清空重新累加、写到屏幕颜色缓存、数值运算等操作。可以利用buffer进行反走样和模糊处理。使用前要在最前面打开GLUT_ACCUM模式,这个缓存有很多用处:如反走样、模拟运动模糊、模拟多重曝光(即产生HDR图)、产生软影(soft shadow)等等。

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