无法将简单的帧缓冲区渲染到四边形并显示

Posted 2023-02-22

【中文标题】无法将简单的帧缓冲区渲染到四边形并显示

【英文标题】：Not able to get a simple framebuffer rendered to a quad and displayed

【发布时间】：2019-04-01 19:22:55

【问题描述】：

这是我第一次尝试使用帧缓冲区而不是使用默认帧缓冲区（然后将帧缓冲区纹理绘制到默认帧缓冲区上）。我一路上做错了什么，我不确定是什么。我将列出我正在执行的每个步骤，因为这个示例非常接近 MCVE。

我想要的所有 glEnable() 状态都设置正确，根据 RenderDoc，这不是剔除面问题。我已经用glDebugMessageCallback 注册了一个回调并且我没有收到任何错误。我还附加了一个深度/模板纹理，但在此示例中未使用它（但在我解决此问题时将使用它）。

我的代码基本上如下（一切都是顺序的，所以如果在步骤X 有绑定，那么它也绑定到步骤X + 1）：

0) 创建用于绘制 FBO 纹理的 VBO/VAO/shader 程序

// This is fine according to RenderDoc

1) 使用我们将渲染到的纹理和深度/模板纹理创建帧缓冲区：

glGenFramebuffers(1, &fbo);

// Indenting added to this MCVE only
glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, fbo);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);
        glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, w, h, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, nullptr);
        glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
        glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);

    glFramebufferTexture2D(GL_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_TEXTURE_2D, texture, 0);

    [same as above but now with a depth24/stencil8 texture]

    assert GL_FRAMEBUFFER_COMPLETE (which returns true)
glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0);

2) 渲染阶段，清除默认帧缓冲区

glClearColor(0.1, 0.1, 0.1, 1.0)
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)
glViewport(0, 0, w, h)

3) 在绘制四边形之前绑定新的 FBO 并清除它

glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, fbo);
glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0)
glClear(color/stencil/depth bits)
glViewport(0, 0, w, h)

4) 用 2 个三角形在新的帧缓冲区中绘制一个四边形

// Not needed in the MCVE but will be required in the actual
// application, so I'll put it in here in the odd case this
// is somehow important
glClearDepth(1.0);

// Do I need to bind the depth/stencil texture here as well?
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);
    bind shader program
        set mvp uniform
        bind vbo
            upload 2 triangles to vbo
            // My goal is to draw the quad on the second
            // framebuffer here
            glDrawArrays(...)
        unbind vbo
    unbind shader
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);

5) 将 FB 纹理绘制到默认帧缓冲区上

glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0);

glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);
    // QUESTION: Do I also need to bind the depth/stencil here
    //           if I was planning to use it? Right now I do not
    //           and I'm wondering if that's a mistake
    bind second shader program
        create vbo/vao
        bind vbo
            fill up vbo with a quad to draw the framebuffer texture
            glDrawArrays(...)
        unbind vbo
    unbind second shader program
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);

最后一步没有设置制服，因为我给它 NDC 坐标并且不需要转换。

当我运行程序并调出帧缓冲区时，我可以看出它正在做一些事情，因为我的 FPS 从 4000-5000 fps 下降到大约 2000 fps，并且我开始出现线圈嗡嗡声，并且当我切换帧缓冲区渲染时，它会恢复到 4k-5k fps，并且线圈的呜呜声消失了。

但是没有什么吸引...

我在 RenderDoc 中打开它以查看发生了什么，这就是它告诉我的：

1) 我所有的数据（VBO、视口、清晰的颜色等）都完全符合我的要求。如果您将看到的数据有任何错误，那是我对 OpenGL 的误解，而不是代码错误。

2) 第二个帧缓冲区和默认帧缓冲区网格结果似乎都超出了截锥体，我做错了什么吗？

我的第一步是将内容绘制到第二个帧缓冲区上（我在 800x600 视口上渲染一个四边形，我想在该视口上填充上半部分（所以 0,0 到 800,300，正交矩阵被设计为具有左上角是原点）），然后我会在上面绘制这个“第二帧缓冲区”的纹理。所以对于第二个帧缓冲区......这就是我所看到的：

实际上，白框（我假设是视锥）之间有一个间隙，这让我想知道我是否在错误的 Z 处绘制了两个逆时针三角形。Renderdoc 说我在绘制它们NDC Z 坐标为 -0.60，所以我认为这是在范围内，因为 NDC 立方体在所有 3 个轴上都是从 -1 到 +1。

四边形本身与第二张图片中看到的一致，但我的一部分想知道我的正交矩阵是否做错了什么......但是如果 NDC Z 值为 -0.60 就可以了我假设转换正在做我想做的事情。

RenderDoc 说四边形是根据帧缓冲区纹理渲染的，这很好。为了调试它，我做了：

// Force any draw we have to be red and max alpha to debug it
fragColor.x = 1.0;
fragColor.w = 1.0;

我们根据 RenderDoc 将其作为第二个帧缓冲区的输出：

那就太好了！我似乎正确地在第二个帧缓冲区上绘制了四边形。

那我的问题一定是我没有正确渲染到默认的帧缓冲区，但我不知道为什么。

为了尝试调试它，我对使用默认帧缓冲区的着色器做了同样的事情（除了我将在片段着色器中使用绿色而不是红色）。然而没有画出绿色，但 RenderDoc 说我做的其他一切都是正确的。这是信息：

顶点着色器：

    #version 440 core

    layout(location = 0) in vec3 pos;
    layout(location = 1) in vec2 uv;

    out vec2 uvFrag;

    void main() 
        uvFrag = uv;
        gl_Position = vec4(pos, 1.0);
    

片段着色器：

    #version 440

    in vec2 uvFrag;

    out vec4 fragColor;

    uniform sampler2D framebufferTexture;

    void main() 
        fragColor = texture(framebufferTexture, uvFrag);

        // Debug whether its actually even drawing the quad
        fragColor.y = 1.0;
        fragColor.w = 1.0;
    

网格输出：

我不确定我在哪里搞砸了。 NDC Z坐标为-0.90好吗？如果它们是，那么构成四边形的两个三角形正在到达那里......但它们没有被着色。由于在 1.0 时使用绿色/alpha 进行调试，即使纹理有某种错误，我也应该至少得到 something 被绘制。

管道状态很好，交换缓冲区适用于其他事情，所以我很确定我在那里没有做错任何事情。未发现 GL 错误。

关于为什么三角形没有被默认帧缓冲区拾取的任何猜测？我只在默认帧缓冲区上获得了清晰的颜色，这让我想知道我是否在错误的地方绑定了东西，或者我搞砸了重新绑定默认帧缓冲区，或者我发布的最后一张图像中的 NDC 坐标是错了，或者是我不知道的其他问题。

【问题讨论】：

能否提供renderdoc捕获文件？此外，“示例非常接近 MCVE” - 正确的 MCVE 会有很大帮助，它可以让我们尝试调试您的代码。

@HolyBlackCat 我在帖子末尾上传了一个渲染文档捕获。遗憾的是，我无法发布完整的代码，因为它是大型代码库的一部分。回想起来，我应该刚刚完成了一个完全独立的 MCVE。如果您（或其他任何人）找不到问题所在，我将使用独立的 MCVE 重新发布一个新问题。它可能与您在这篇文章中看到的内容以及 renderdoc 文件中的内容极为相似。

@Water 渲染第二遍时是否禁用深度测试？

@Rabbid76 它已启用第二遍，或者更确切地说，我从未禁用深度测试。我唯一一次使用深度是在 glClear() 中重置它时，以及在渲染第二个帧缓冲区时将其设置为等于 1.0f 的时候。我应该尝试禁用它，还是我不应该使用它？我可以禁用它并尝试，因为我只渲染一个帧缓冲区（而且我知道无论如何禁用深度的顺序不应该影响我的最终结果，所以如果你想要我可以试试）。

@Water 你没有清除默认帧缓冲区的深度缓冲区，所以你必须禁用深度测试。

【参考方案1】：

在第二遍渲染之前，必须禁用深度测试

glDisable(GL_DEPTH_TEST);

或者必须清除渲染目标的深度缓冲区（默认帧缓冲区）：

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

注意，默认情况下深度函数是GL_LESS，所以如果深度缓冲区没有被“清除”，深度测试将失败1.0。即使在第一帧深度测试成功，在第二帧颜色缓冲区被清除，深度测试将失败并且根本没有渲染任何东西。

【参考方案2】：

// Do I need to bind the depth/stencil texture here as well?
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);

实际上你根本不应该在那里绑定任何东西。如果将纹理绑定到纹理单元，则可能会创建反馈循环（如果纹理单元是从着色器中采样的）。如果管道配置不会从中读取，则允许保留渲染目标纹理绑定，但在“不会渲染”的情况下，最好确保渲染目标纹理不处于“可读”状态时画到。

【讨论】：

我是否正确地说，一旦我调用了glFramebufferTexture2D(...)，在使用帧缓冲区时我不再需要绑定它，直到我必须在最终渲染到帧缓冲区时使用它？

@Water：是的，因为glBindTexture 就是选择纹理作为数据源。