OpenGL：FrameBuffer

最新推荐文章于 2025-12-06 19:00:36 发布

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#c++ #图形渲染 #OpenGL

帧缓冲就是我们自己可以使用的一个缓冲，在这个缓冲里面，我们可以写入颜色、深度和模板信息（color, depth and stencil）。

为了使用这个framebuffer，必须给它附加一个texture 或者 renderbuffer，相当于vao和vbo的关系，framebuffer管理它的 texture 和 renderbuffer，数据都存储在这两个上面。其中texture可以存储颜色、深度和模板信息，可以直接进行读写操作，而renderbuffer 一般用来存储深度和模板信息，不能直接读。

注意：两者是可以同时绑定的。

附件类型对比：

特性	纹理附件 (Texture)	渲染缓冲 (Renderbuffer)
存储用途	颜色/深度/模板均可	主要深度/模板
CPU访问	✅ `glReadPixels`+着色器	✅ `glReadPixels`
着色器访问	✅ 可被采样	❌ 无法绑定采样
性能特点	Mipmap/Filter支持	硬件层优化（某些GPU更快）
适合场景	后处理/屏幕特效	纯深度测试(如阴影生成)

使用帧缓冲的步骤：

创建FBO

GLuint fbo;
glGenFramebuffer(1, &fbo);

为FBO创建 texture 或者 renderbuffer，用于存储信息

GLuint texture;
glGenTextures(1, &texture);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);
// 这里我用来存储颜色信息
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, width, height, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, nullptr);  // 空纹理
// 设置纹理参数
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);  
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);

// 用来存储深度和模板信息
GLuint rbo;
glGenRenderbuffers(1, &rbo);
glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, backwardSceneDepthRBO);  
// 分配内存 + 格式
glRenderbufferStorage(GL_RENDERBUFFER, GL_DEPTH24_STENCIL8, width, height);

为 fbo 绑定 texture 和 renderbuffer

glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, fbo);
glFramebufferTexture2D(GL_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_TEXTURE_2D, texture, 0);
glFramebufferRenderbuffer(GL_FRAMEBUFFER, GL_DEPTH_STENCIL_ATTACHMENT, GL_RENDERBUFFER, rbo);

// 检查 fbo 是否完整
if (glCheckFramebufferStatus(GL_FRAMEBUFFER) != GL_FRAMEBUFFER_COMPLETE)  
	// 常见失败原因
	// 1. 尺寸不一致 2. 格式不支持 3. 无颜色附件
    std::cout << "FBO is not complete!" << std::endl;

glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0);

渲染一遍场景，这次渲染主要是为了存储信息到自己的fbo中

glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, fbo);
glViewport(0, 0, width, height);    // 必须匹配fbo尺寸
renderScene();
glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0);

后续正常渲染，可以使用刚刚保存的信息

glViewport(0, 0, originwidth, originheight);
// 这里直接将刚刚渲染的场景当做纹理用了
glActiveTexture(GL_TEXTURE);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);
renderScene();

使用到的函数：

glBindFramebuffer(GLenume target, GLuint framebuffer)
- target：指定使用帧缓冲的目标类型
  - GL_FRAMEBUFFER：同时绑定到读写帧缓冲（最常用）
  - GL_READ_FRAMEBUFFER：仅绑定到读取操作（如 glReadPixels）
  - GL_DRAW_FRAMEBUFFER：仅绑定到绘制操作（如渲染命令）
- framebuffer：帧缓冲对象ID。0为默认窗口的系统帧缓冲（GLFW创建的）。
glRenderbufferStorage(GLenume target, GLenum internalformat, GLsizei width, GLsizei height)：为当前绑定的渲染缓冲对象分配存储空间
- target：必须为GL_RENDERBUFFER，指定操作对象类型
- internalformat：存储格式 (如 GL_DEPTH_COMPONENT24, GL_DEPTH24_STENCIL8)
- width：渲染缓冲宽度（像素）
- height：渲染缓冲高度（像素）
glFramebufferTexture2D(GLenum target, GLenum attachment, GLenum textarget, GLuint texture, GLint level)：将2D纹理附加到帧缓冲的指定附件点
- target：帧缓冲目标 (GL_FRAMEBUFFER, GL_READ_FRAMEBUFFER)
- attachment：附件类型 (GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_DEPTH_ATTACHMENT等)
- textarget：纹理类型 (GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_X等)
- texture：纹理对象ID
- level：纹理mipmap级别 (通常为0)
glFramebufferRenderbuffer(GLenum target, GLenum attachment, GLenum renderbuffertarget, GLuint renderbuffer)：将渲染缓冲附加到帧缓冲的指定附件点
- target：帧缓冲目标 (GL_FRAMEBUFFER, GL_READ_FRAMEBUFFER)
- attachment：附件类型 (GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_DEPTH_ATTACHMENT, GL_DEPTH_STENCIL_ATTACHMENT等)
- renderbuffertarget：必须为GL_RENDERBUFFER
- renderbuffer：渲染缓冲对象ID