帧缓冲

用于写入颜色值的颜色缓冲、用于写入深度信息的深度缓冲和允许我们根据一些条件丢弃特定片段的模板缓冲。这些缓冲结合起来叫做帧缓冲(Framebuffer)

我们目前所做的所有操作都是在默认帧缓冲的渲染缓冲上进行的。默认的帧缓冲是在你创建窗口的时候生成和配置的（GLFW帮我们做了这些）。有了我们自己的帧缓冲，我们就能够有更多方式来渲染了。

创建一个帧缓存

使用一个叫做glGenFramebuffers的函数来创建一个帧缓冲对象(Framebuffer Object, FBO)：

  unsigned int fbo;
  glGenFramebuffers(1, &fbo);

将它绑定为激活的(Active)帧缓冲，做一些操作，之后解绑帧缓冲。我们使用glBindFramebuffer来绑定帧缓冲。

   glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, fbo);

在绑定到GL_FRAMEBUFFER目标之后，所有的读取和写入帧缓冲的操作将会影响当前绑定的帧缓冲。
一个完整的帧缓冲需要满足以下的条件：

• 附加至少一个缓冲（颜色、深度或模板缓冲）。
• 至少有一个颜色附件(Attachment)。
• 所有的附件都必须是完整的（保留了内存）。
• 每个缓冲都应该有相同的样本数。

由于我们的帧缓冲不是默认帧缓冲，渲染指令将不会对窗口的视觉输出有任何影响。出于这个原因，渲染到一个不同的帧缓冲被叫做离屏渲染(Off-screen Rendering)。要保证所有的渲染操作在主窗口中有视觉效果，我们需要再次激活默认帧缓冲，将它绑定到0。

    glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0);

在完成所有的帧缓冲操作之后，不要忘记删除这个帧缓冲对象：

  glDeleteFramebuffers(1, &fbo);

在完整性检查执行之前，我们需要给帧缓冲附加一个附件。附件是一个内存位置，它能够作为帧缓冲的一个缓冲，可以将它想象为一个图像。当创建一个附件的时候我们有两个选项：纹理或渲染缓冲对象(Renderbuffer Object)。

纹理附件

为帧缓冲创建一个纹理和创建一个普通的纹理差不多：

  // 定义一个纹理指针
  unsigned int texture;
  // 生成纹理 
  glGenTextures(1, &texture);
  // 绑定纹理
  glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);
  // 设置纹理大小及格式
  glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, 800, 600, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, NULL);
  // 纹理缩放方式 
  glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
  glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);

我们给纹理的data参数传递了NULL。对于这个纹理，我们仅仅分配了内存而没有填充它。

如果你想将你的屏幕渲染到一个更小或更大的纹理上，你需要（在渲染到你的帧缓冲之前）再次调用glViewport，使用纹理的新维度作为参数，否则只有一小部分的纹理或屏幕会被渲染到这个纹理上。

现在我们已经创建好一个纹理了，要做的最后一件事就是将它附加到帧缓冲上了：

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

glFrameBufferTexture2D有以下的参数：

• target：帧缓冲的目标（绘制、读取或者两者皆有）
• attachment：我们想要附加的附件类型。当前我们正在附加一个颜色附件。注意最后的0意味着我们可以附加多个颜色附件。我们将在之后的教程中提到。
• textarget：你希望附加的纹理类型
• texture：要附加的纹理本身
• level：多级渐远纹理的级别。我们将它保留为0。

附件类型设置为GL_DEPTH_ATTACHMENT。注意纹理的格式(Format)和内部格式(Internalformat)类型将变为GL_DEPTH_COMPONENT，来反映深度缓冲的储存格式。要附加模板缓冲的话，你要将第二个参数设置为GL_STENCIL_ATTACHMENT，并将纹理的格式设定为GL_STENCIL_INDEX。

渲染缓存对象附件

渲染缓冲对象(Renderbuffer Object)是在纹理之后引入到OpenGL中，作为一个可用的帧缓冲附件类型的，所以在过去纹理是唯一可用的附件。和纹理图像一样，渲染缓冲对象是一个真正的缓冲，即一系列的字节、整数、像素等。渲染缓冲对象附加的好处是，它会将数据储存为OpenGL原生的渲染格式，它是为离屏渲染到帧缓冲优化过的。

渲染缓冲对象直接将所有的渲染数据储存到它的缓冲中，不会做任何针对纹理格式的转换，让它变为一个更快的可写储存介质。然而，渲染缓冲对象通常都是只写的，所以你不能读取它们（比如使用纹理访问）。当然你仍然还是能够使用glReadPixels来读取它，这会从当前绑定的帧缓冲，而不是附件本身，中返回特定区域的像素。

创建一个渲染缓冲对象的代码和帧缓冲的代码很类似：

  unsigned int rbo;
  glGenRenderbuffers(1, &rbo);

绑定这个渲染缓冲对象

  glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, rbo);

由于渲染缓冲对象通常都是只写的，它们会经常用于深度和模板附件，因为大部分时间我们都不需要从深度和模板缓冲中读取值，只关心深度和模板测试
创建一个深度和模板渲染缓冲对象可以通过调用glRenderbufferStorage函数来完

 // 设定渲染缓存对象的格式及大小
  glRenderbufferStorage(GL_RENDERBUFFER, GL_DEPTH24_STENCIL8, 800, 600);

最后一件事就是附加这个渲染缓冲对象：

  glFramebufferRenderbuffer(GL_FRAMEBUFFER, GL_DEPTH_STENCIL_ATTACHMENT, GL_RENDERBUFFER, rbo);

如果你不需要从一个缓冲中采样数据，那么对这个缓冲使用渲染缓冲对象会是明智的选择。如果你需要从缓冲中采样颜色或深度值等数据，那么你应该选择纹理附件。性能方面它不会产生非常大的影响的

渲染到纹理

  // framebuffer configuration
  // -------------------------
  // 定义模板缓存指针
  unsigned int framebuffer;
 // 创建模板缓存
  glGenFramebuffers(1, &framebuffer);
  // 绑定模板缓存
  glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, framebuffer);
  // create a color attachment texture
  // 创建纹理指针
  unsigned int textureColorbuffer;
  // 创建纹理
  glGenTextures(1, &textureColorbuffer);
  // 绑定纹理
  glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureColorbuffer);
  // 设置纹理
  glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, SCR_WIDTH, SCR_HEIGHT, 0, GL_RGB,     GL_UNSIGNED_BYTE, NULL);
  // 纹理缩放方法设定
  glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
  glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
  // 将framebuffer 附加到纹理上
  glFramebufferTexture2D(GL_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_TEXTURE_2D, textureColorbuffer, 0);

  // create a renderbuffer object for depth and stencil attachment (we won't be sampling these)
  // 定义渲染缓存对象指针
  unsigned int rbo;
  // 创建渲染缓存对象
  glGenRenderbuffers(1, &rbo);
  // 绑定渲染缓存对象
  glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, rbo);
  // 设置渲染缓存对象格式
  glRenderbufferStorage(GL_RENDERBUFFER, GL_DEPTH24_STENCIL8, SCR_WIDTH, SCR_HEIGHT);         
   // use a single renderbuffer object for both a depth AND stencil buffer.
  // 将渲染缓冲对象附加到帧缓冲的深度和模板附件上
  glFramebufferRenderbuffer(GL_FRAMEBUFFER, GL_DEPTH_STENCIL_ATTACHMENT, GL_RENDERBUFFER, rbo); // now actually attach it
  // now that we actually created the framebuffer and added all attachments we want to check if it is actually complete now
  if (glCheckFramebufferStatus(GL_FRAMEBUFFER) != GL_FRAMEBUFFER_COMPLETE)
    std::cout << "ERROR::FRAMEBUFFER:: Framebuffer is not complete!" << std::endl;
  glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0);

渲染部分的调用方式

    // 绑定framebuffer
   glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, framebuffer);
    // 开启深度测试
   glEnable(GL_DEPTH_TEST); // enable depth testing (is disabled for rendering screen-space quad)

   // make sure we clear the framebuffer's content
   // 设置清屏颜色
   glClearColor(0.1f, 0.1f, 0.1f, 1.0f);
   // 清除颜色和深度缓存 
   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
  
  // 开始渲染对象到 framebuffer上
 shader.use();
 glm::mat4 model = glm::mat4(1.0f);
 glm::mat4 view = camera.GetViewMatrix();
 glm::mat4 projection = glm::perspective(glm::radians(camera.Zoom), (float)SCR_WIDTH / (float)SCR_HEIGHT, 0.1f, 100.0f);
 shader.setMat4("view", view);
 shader.setMat4("projection", projection);
 // cubes
 glBindVertexArray(cubeVAO);
 glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
 glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, cubeTexture);
 model = glm::translate(model, glm::vec3(-1.0f, 0.0f, -1.0f));
 shader.setMat4("model", model);
 glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 36);
 model = glm::mat4(1.0f);
 model = glm::translate(model, glm::vec3(2.0f, 0.0f, 0.0f));
 shader.setMat4("model", model);
 glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 36);
 // floor
 glBindVertexArray(planeVAO);
 glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, floorTexture);
 shader.setMat4("model", glm::mat4(1.0f));
 glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 6);
 glBindVertexArray(0);

 // 设置framebuffer  为默认系统的buffer
 // now bind back to default framebuffer and draw a quad plane with the attached framebuffer color texture
 glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0);
 // 关闭深度测试，因为只有一个面渲染，没必要深度测试
  glDisable(GL_DEPTH_TEST); // disable depth test so screen-space quad isn't discarded due to depth test.
 
// 再次清屏
// clear all relevant buffers
 glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f); // set clear color to white (not really necessary actually, since we won't be able to see behind the quad anyways)
 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
  
// 使用屏幕大小的一个面来绘制
 screenShader.use();
 glBindVertexArray(quadVAO);
// 将纹理缓存作为面传递给面
 glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureColorbuffer);  // use the color attachment texture as the texture of the quad plane
// 绘制四边形
 glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 6);

因为我们能够以一个纹理图像的方式访问已渲染场景中的每个像素，我们可以在片段着色器中创建出非常有趣的效果。这些有趣效果统称为后期处理(Post-processing)效果。