@qidiandasheng
2020-07-13T14:46:55.000000Z
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OpenGL ES的FrameBuffer是渲染发生的地方,普通的2D图形的渲染默认发生在屏幕上;而三维的图形渲染则除了包括像素点的颜色,还有Depth Buffer,Stencil Buffer等其他空间。因此,FrameBuffer就是一个这些Buffer的一个集合。
默认情况下,FrameBuffer存在于现存中,但是当需要进行多次渲染或者离屏渲染的时候,可以通过创建一个离屏的FrameBuffer进行渲染。当需要渲染3D效果时,除了创建frameBuffer以外,还需要创建相应的Render Buffer, Depth Buffer, Stencil Buffer,并且将它们attach到frameBuffer上;而当只需要渲染2D图形时,可以直接生成一个Texture,并且将FrameBuffer渲染的结果放入Texture中。
生成一个FrameBuffer的代码:
glGenFramebuffers(1, &framebuffer);
glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, framebuffer);
由于存在离屏渲染的情况,实际渲染开始之前,需要先激活目标FrameBuffer,而在渲染完成之后,需要将FrameBuffer绑定为0,回到默认的FrameBuffer,才能够显示在屏幕上:
glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, framebuffer);
//Rendering Code
glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0);
如果要渲染一个2D图像到一个Texture上,则还需要先生成一个Texture,并且将Texture绑定到FrameBuffer上。当使用FrameBuffer进行流的传递的时候,则可以使用这个Texture:
glActiveTexture(GL_TEXTURE1);
glGenTextures(1, &_texture);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, _texture);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
// This is necessary for non-power-of-two textures
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, _texture);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, (int)_size.width, (int)_size.height, 0,GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, 0);
glFramebufferTexture2D(GL_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_TEXTURE_2D, _texture, 0);
GPUImageFrameBuffer不只是简单的对OpenGL ES的FrameBuffer的对象化封装,而是一个对渲染对象的对象化封装。它生成的可以是一个带有Texture作为Attachment的FrameBuffer,也可以仅仅生成一个Texture作为渲染对象。它的主要功能有:
- (id)initWithSize:(CGSize)framebufferSize;
- (id)initWithSize:(CGSize)framebufferSize textureOptions:(GPUTextureOptions)fboTextureOptions onlyTexture:(BOOL)onlyGenerateTexture;
- (id)initWithSize:(CGSize)framebufferSize overriddenTexture:(GLuint)inputTexture;
- (void)activateFramebuffer;
- (void)lock;
- (void)unlock;
- (void)clearAllLocks;
- (void)disableReferenceCounting;
- (void)enableReferenceCounting;
- (CGImageRef)newCGImageFromFramebufferContents;
- (GLubyte *)byteBuffer;
可以通过onlyGenerateTexture
来设置生成的渲染对象,YES表示生成的只是纹理缓冲对象,NO为生成帧缓冲对象。
以下代码为创建帧缓冲:
- (void)generateFramebuffer;
{
runSynchronouslyOnVideoProcessingQueue(^{
[GPUImageContext useImageProcessingContext];
glGenFramebuffers(1, &framebuffer);
glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, framebuffer);
// By default, all framebuffers on iOS 5.0+ devices are backed by texture caches, using one shared cache
if ([GPUImageContext supportsFastTextureUpload])
{
#if TARGET_IPHONE_SIMULATOR || TARGET_OS_IPHONE
// 从当前上下文获取CoreVideo中的纹理缓存
CVOpenGLESTextureCacheRef coreVideoTextureCache = [[GPUImageContext sharedImageProcessingContext] coreVideoTextureCache];
// Code originally sourced from http://allmybrain.com/2011/12/08/rendering-to-a-texture-with-ios-5-texture-cache-api/
CFDictionaryRef empty; // empty value for attr value.
CFMutableDictionaryRef attrs;
empty = CFDictionaryCreate(kCFAllocatorDefault, NULL, NULL, 0, &kCFTypeDictionaryKeyCallBacks, &kCFTypeDictionaryValueCallBacks); // our empty IOSurface properties dictionary
attrs = CFDictionaryCreateMutable(kCFAllocatorDefault, 1, &kCFTypeDictionaryKeyCallBacks, &kCFTypeDictionaryValueCallBacks);
CFDictionarySetValue(attrs, kCVPixelBufferIOSurfacePropertiesKey, empty);
CVReturn err = CVPixelBufferCreate(kCFAllocatorDefault, (int)_size.width, (int)_size.height, kCVPixelFormatType_32BGRA, attrs, &renderTarget);
if (err)
{
NSLog(@"FBO size: %f, %f", _size.width, _size.height);
NSAssert(NO, @"Error at CVPixelBufferCreate %d", err);
}
// 根据纹理缓存获取到CV纹理renderTexture
err = CVOpenGLESTextureCacheCreateTextureFromImage (kCFAllocatorDefault, coreVideoTextureCache, renderTarget,
NULL, // texture attributes
GL_TEXTURE_2D,
_textureOptions.internalFormat, // opengl format
(int)_size.width,
(int)_size.height,
_textureOptions.format, // native iOS format
_textureOptions.type,
0,
&renderTexture);
if (err)
{
NSAssert(NO, @"Error at CVOpenGLESTextureCacheCreateTextureFromImage %d", err);
}
CFRelease(attrs);
CFRelease(empty);
// 根据CVOpenGLESTextureGetTarget和CVOpenGLESTextureGetName获取纹理的target和标识符
glBindTexture(CVOpenGLESTextureGetTarget(renderTexture), CVOpenGLESTextureGetName(renderTexture));
_texture = CVOpenGLESTextureGetName(renderTexture);
glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, _textureOptions.wrapS);
glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, _textureOptions.wrapT);
/*
把纹理附加到帧缓存上
target:我们所创建的帧缓冲类型的目标(绘制、读取或两者都有)。
attachment:我们所附加的附件的类型。现在我们附加的是一个颜色附件。需要注意,最后的那个0是暗示我们可以附加1个以上颜色的附件。
textarget:你希望附加的纹理类型。
texture:附加的实际纹理。
level:Mipmap level。我们设置为0。
*/
glFramebufferTexture2D(GL_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_TEXTURE_2D, CVOpenGLESTextureGetName(renderTexture), 0);
#endif
}
else
{
[self generateTexture];
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, _texture);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, _textureOptions.internalFormat, (int)_size.width, (int)_size.height, 0, _textureOptions.format, _textureOptions.type, 0);
/*
把纹理附加到帧缓存上
target:我们所创建的帧缓冲类型的目标(绘制、读取或两者都有)。
attachment:我们所附加的附件的类型。现在我们附加的是一个颜色附件。需要注意,最后的那个0是暗示我们可以附加1个以上颜色的附件。
textarget:你希望附加的纹理类型。
texture:附加的实际纹理。
level:Mipmap level。我们设置为0。
*/
glFramebufferTexture2D(GL_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_TEXTURE_2D, _texture, 0);
}
#ifndef NS_BLOCK_ASSERTIONS
GLenum status = glCheckFramebufferStatus(GL_FRAMEBUFFER);
NSAssert(status == GL_FRAMEBUFFER_COMPLETE, @"Incomplete filter FBO: %d", status);
#endif
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
});
}
由于GPUImageFrameBuffer需要重用,因此,当FrameBuffer的引用为0的时候,这个FrameBuffer就会被放到Cache中,来给其他的需要的地方进行使用。因此作者给GPUImageFrameBuffer引入了引用计数的概念。
引用计数的概念其实和OC自带的MRC有点类似,每当一个地方需要使用这个FrameBuffer的时候,手动调用lock方法,使引用计数+1;当渲染完毕或者这个FrameBuffer使用完毕的时候,手动调用unlock方法,使引用计数-1;当引用计数为0的时候,FrameBuffer会被归还到Cache中。
调用增加FrameBuffer引用计数方法的地方:
调用减少FrameBuffer引用计数方法的地方:
不需要引用计数的情况: