如何在 OpenGL 中高效率地離屏渲染？

OpenGL 中的離屏渲染：綜合指南

簡介

在OpenGL 中離屏渲染場景允許在不需要可見窗口的情況下生成圖像。當為離屏處理執行大量計算或捕獲影像以供以後使用時，此技術特別有用。

方法 1：直接幀緩衝區讀取

離屏渲染的一種方法是直接讀取內容幀緩衝區。這可以使用 glReadPixels 函數來實現：

std::vector<std::uint8_t> data(width * height * 4);
glReadBuffer(GL_BACK);
glReadPixels(0, 0, width, height, GL_BGRA, GL_UNSIGNED_BYTE, &data[0]);

此方法將像素從指定緩衝區（在本例中為後台緩衝區）讀取到預先分配的記憶體緩衝區中。然而，這種方法也有局限性，例如速度較慢，並且可能會幹擾其他渲染操作。

方法 2：幀緩衝物件 (FBO)

幀緩衝物件 (FBO) 提供了一種更優化的方法渲染離屏。它們允許您創建一個專用的離屏幀緩衝區，可以獨立地繪製和讀取它：

GLuint fbo, render_buf;
glGenFramebuffers(1, &fbo);
glGenRenderbuffers(1, &render_buf);
glBindRenderbuffer(render_buf);
glRenderbufferStorage(GL_RENDERBUFFER, GL_BGRA8, width, height);
glBindFramebuffer(GL_DRAW_FRAMEBUFFER, fbo);
glFramebufferRenderbuffer(GL_DRAW_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_RENDERBUFFER, render_buf);

設置FBO 後，您可以將其綁定為繪製目標並渲染到它，而不是預設幀緩衝區。當您準備好讀取渲染像素時，將FBO 綁定為讀取目標：

glBindFramebuffer(GL_DRAW_FRAMEBUFFER, fbo);
// Draw to the offscreen framebuffer
glBindFramebuffer(GL_READ_FRAMEBUFFER, fbo);
glReadBuffer(GL_COLOR_ATTACHMENT0);
glReadPixels(0, 0, width, height, GL_BGRA, GL_UNSIGNED_BYTE, &data[0]);

方法3：像素緩衝區物件(PBO)

像素緩衝區物件(PBO ) 可以用於透過非同步執行操作來提高像素傳輸的效率：

GLuint pbo;
glGenBuffers(1, &pbo);
glBindBuffer(GL_PIXEL_PACK_BUFFER, pbo);
glBufferData(GL_PIXEL_PACK_BUFFER, width * height * 4, NULL, GL_DYNAMIC_READ);

而不是將指標傳遞給glReadPixels 中的像素數據，可以提供PBO 的偏移量。稍後使用 glMapBuffer 將 PBO 映射到系統記憶體：

glBindBuffer(GL_PIXEL_PACK_BUFFER, pbo);
glReadPixels(0, 0, width, height, GL_BGRA, GL_UNSIGNED_BYTE, 0); // Offset in the PBO
pixel_data = glMapBuffer(GL_PIXEL_PACK_BUFFER, GL_READ_ONLY);

選擇最佳方法

最佳的離屏渲染方法取決於應用程式的特定要求。 FBO 通常提供性能和靈活性的最佳平衡，而 PBO 在最大速度至關重要的情況下非常有用。對於簡單的任務，直接讀取幀緩衝區可能就足夠了。

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