Android OpenGL ES 3.0 FBO 离屏渲染

1.什么是FBO

FBO：Frame Buffer Object，即帧缓冲区对象，实际上是一个可添加缓冲区的容器，可以为其添加纹理和缓冲区对象。

FBO本身不能用于渲染，只有添加了纹理或者渲染缓冲区之后才能作为渲染目标，仅提供三种附着，颜色附着、深度附着、模板附着。

2.为什么使用FBO

默认情况下，OpenGL ES 通过绘制到窗口系统提供的帧缓冲区,然后将帧缓冲区的对应区域复制到纹理来实现渲染到纹理，但是此方法只有纹理尺寸小于或者等于帧缓冲区尺寸才有效果。

另外一种方式是通过连接到pBuffer来显示渲染到纹理，但是与上下文和窗口系统系统的表面切换开销也很大。

在这个情况下引入了FBO帧缓冲区对象，Android OpenGL ES 开发中，一般使用 GLSurfaceView 将绘制结果显示到屏幕上**，然而在实际应用中，也有许多场景不需要渲染到屏幕上，如利用 GPU 在后台完成一些图像转换、缩放等耗时操作，这个时候利用 FBO 可以方便实现类似需求**。

使用 FBO 可以让渲染操作不用再渲染到屏幕上而是渲染到离屏 Buffer 中，然后可以使用 glReadPixels 或者 HardwareBuffer 将渲染后的图像数据读出来，从而实现在后台利用 GPU 完成对图像的处理。

3.FBO的使用

使用FBO作为渲染目标，首先需要为FBO的附着添加连接对象，如颜色附着需要连接纹理或者渲染缓冲区的颜色缓冲区。

3.1创建FBO

void MSFrameBufferObject::CreateWithSize(int width, int height)
{
	//创建一个纹理，并设置纹理的环绕方式
    glGenTextures(1,&m_textureId);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, m_textureId);
    glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
    glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);
    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);
	
    //创建并Bind FBO，
    glGenFramebuffers(1, &m_fboId);
    glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, m_fboId);
    
     //将纹理图像附加到帧缓冲对象
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, m_textureId);
    glFramebufferTexture2D(GL_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0,GL_TEXTURE_2D,m_textureId,0);
    //为纹理设置宽 高等
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA,width,height,0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, NULL); 

	//创建渲染缓冲区 深度缓冲
    glGenRenderbuffers(1, &m_depthBufferId);//创建深度或深度/模板renderbuffer
    glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, m_depthBufferId);
    glRenderbufferStorage(GL_RENDERBUFFER, GL_DEPTH24_STENCIL8, width,height); 		//将其附加到framebuffer的深度附件点。
    glFramebufferRenderbuffer(GL_FRAMEBUFFER, GL_DEPTH_ATTACHMENT, GL_RENDERBUFFER, m_depthBufferId);

    GLenum status = glCheckFramebufferStatus( GL_FRAMEBUFFER);
    if(status == GL_FRAMEBUFFER_COMPLETE) {
        LOGD("Framebuffer creation successful\n");
    } else {
        LOGD("Error creating framebuffer [status: %d]\n", status);
    }

    glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER,0);
    glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
}

可以为创建的FBO指定宽、高
创建2d纹理，将纹理图像附加到帧缓冲对象
创建渲染缓冲区深度缓冲，将其附加到framebuffer的深度附件点。

3.2使用FBO

void MSGLScene::PaintGL() {
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

    m_pFBO->Bind();

    m_pMSYUVVideo->Render(m_pCamera);
    m_pModelLoader->Render(m_pCamera);
    m_pModelLoader->UpdateTracking(m_pCamera,m_trkPos,m_trkScale,m_nVideoW,m_nVideoH);
    m_pFBO->Release();

    m_pTextureRender->Render(m_pCamera,m_pFBO->GetTextureID());
}
//这个是Bind方法的内容
void MSFrameBufferObject::Bind()
{
    glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER,m_fboId);
}
//这个是FBO Release方法内容
void MSFrameBufferObject::Release()
{
    glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER,0);
}

创建好FBO之后使用就非常简单了，只需要渲染之前进行Bind操作，渲染结束之后进行Release操作就行。

中间渲染的内容是：相机的YUV数据以及添加的3D模型道具特效。

进行OpenGL的封装也是学好的一个关键步骤，因为OpenGL繁杂的API，如果不进行封装很容产生混乱。