OpenGL复习(FPS、SwapChain、帧缓冲、后期处理

屏幕刷新率， FPS，垂直同步VSync

• 屏幕刷新率：每秒显示器刷新画面的次数，单位HZ，它是由硬件层面决定的，无论当前画面是否准备好，都会以固定的节奏强制刷新，每次刷新时从swapchain的fontbuffer逐行扫描读取
• 帧率FPS/渲染速率：每秒渲染图像的次数，渲染完一张图像就会接着渲染下一张，它是由硬件软件很多因素决定的，每秒都是不固定的，逐行写入到swapchain的BackBuffer中
• 垂直同步（VSync）：强制在显示器刷新完成后再交换缓冲区
• 画面撕裂：在读取过程中，并非读取同一帧数据，出现的画面割裂现象

交换链

• 管理多个缓冲区，双缓冲区有两个缓冲，三缓冲区有三个缓冲，首个buffer作为screenbuffer/font buffer，其余buffer为back buffer
• 呈现/交换：当BackBuffer渲染完成，会执行交换操作，首个backbuffer取代screenbuffer，screenbuffer取代末尾backbuffer
• 作用：
  • 一个缓冲
    • 没有强制同步（渲染完成后即可写入下一帧，以固定HZ读取）
      • 帧率 > 屏幕刷新率，画面撕裂
      • 帧率 < 屏幕刷新率，画面撕裂
    • 强制同步（渲染完成后应该等待，直到读取完成后，才可写入下一帧，以固定HZ读取）
      • 帧率 > 屏幕刷新率，GPU被强制等待，浪费了GPU的算力
      • 帧率 < 屏幕刷新率，画面撕裂
  • 两个缓冲
    • 没有VSync（在backbuffer写入，渲染完成就执行交换，以固定HZ在font buffer读取）
      • 帧率 > 屏幕刷新率，画面撕裂
      • 帧率 < 屏幕刷新率，卡顿，画面撕裂
    • VSync（在backbuffer写入，渲染完成需要等待读取完成后，才可交换，以固定HZ在font buffer读取）
      • 帧率 > 屏幕刷新率，浪费GPU算力
      • 帧率 < 屏幕刷新率，卡顿
    • 相对于一个缓冲，双缓冲要配合VSync使用，它可以提升GPU的利用率，减少卡顿和画面撕裂的现象
  • 三个缓冲

帧缓冲

• 帧缓冲区是所有缓冲区的组合，所有缓冲区的采样点数量都应该一致
• 离屏渲染：渲染到非默认帧缓冲（非直接输出到屏幕）
• 附件
  • 纹理附件：
    • 创建纹理并设置纹理属性
    • glFramebufferTexture2D把纹理绑定到帧缓冲，并设置附件类型：颜色/深度/模板
    • 一个帧缓冲可以添加多个颜色附件，但深度/模板只能添加一个
    • 可被读写
  • 渲染缓冲对象附件：
    • glRenderbufferStorage创建并设置渲染缓冲对象
    • glFramebufferRenderbuffer把渲染缓冲对象绑定到帧缓冲，并设置附件类型：颜色/深度/模板
    • 它会将数据储存为OpenGL原生的渲染格式，仅可写不可读，写入/复制它的数据很快
• 使用场景
  • 阴影贴图
  • 后期处理
  • 镜子高度反射物体
  • MRT
  • ……

卷积

• 卷积核（Kernel），一个a行b列的矩阵，每个元素作为权重值
• 对源纹理卷积，输出新纹理：对每个像素，以自身为中心取a行b列的像素区域，区域中每个像素和卷积核对应权重值相乘，求和，除以像素个数取平均值，计算结果作为新纹理的像素值

后期处理

• 渲染完成整个场景，对获得的纹理，通过新pass后期处理阶段处理，获得新纹理
• 反相：1-颜色值
• 灰度：让rgb值一致，这样就形成黑白灰，不同亮度值，根据不同原色*相同浮点决定
• 锐化：卷积
• 模糊：卷积
• 边缘检测：卷积