写入 OpenGL 模板缓冲区

Question

我一直在阅读 OpenGL 中的模板缓冲区。基本概念是有道理的；只有在与模板缓冲区中的值进行按位与运算后满足特定条件时才会绘制片段。但我不明白的一件事是你实际上是如何写入模板缓冲区的。有没有我在这里缺少的功能？

附：当我说写时，我的意思是指定模板缓冲区中的特定值。

Answer 1

没有人回答这个问题，这是一个有效的问题，所以一年多后，这里是您问题的答案。

模板缓冲区理论上是一个类似于后台缓冲区和深度缓冲区的缓冲区。同时写入其中三个（启用时）。您可以通过特定调用启用/禁用对它们的写入：

• glColorMask(red, green, blue, alpha) - 用于后台缓冲区
• glDepthMask(t/f) - 用于深度缓冲区
• glStencilMask(value) - 用于模板缓冲区

对于深度和模板缓冲区，您可以通过以下方式进一步启用/禁用：

• glEnable/glDisable(GL_DEPTH_TEST)
• glEnable/glDisable(GL_STENCIL_TEST)

除非某些操作功能阻止它，否则您渲染到屏幕的任何三角形都将写入所有启用的缓冲区。对于模板缓冲区，可以使用多种功能进行设置。请查看 OpenGL 参考页面上的功能，但这里有一个简单的示例，它屏蔽了屏幕的一部分，然后仅在屏幕的屏蔽部分进行渲染，只是为了让您入门。

glClearColor(0, 0, 0, 1);
glClearStencil(0);
glStencilMask(0xFF);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_STENCIL_BUFFER_BIT);

glColorMask(GL_FALSE, GL_FALSE, GL_FALSE, GL_FALSE); // Do not draw any pixels on the back buffer
glEnable(GL_STENCIL_TEST); // Enables testing AND writing functionalities
glStencilFunc(GL_ALWAYS, 1, 0xFF); // Do not test the current value in the stencil buffer, always accept any value on there for drawing
glStencilMask(0xFF);
glStencilOp(GL_REPLACE, GL_REPLACE, GL_REPLACE); // Make every test succeed

// ... here you render the part of the scene you want masked, this may be a simple triangle or square, or for example a monitor on a computer in your spaceship ...

glStencilOp(GL_KEEP, GL_KEEP, GL_KEEP); // Make sure you will no longer (over)write stencil values, even if any test succeeds
glColorMask(GL_TRUE, GL_TRUE, GL_TRUE, GL_TRUE); // Make sure we draw on the backbuffer again.

glStencilFunc(GL_EQUAL, 1, 0xFF); // Now we will only draw pixels where the corresponding stencil buffer value equals 1

// ... here you render your image on the computer screen (or whatever) that should be limited by the previous geometry ...

glDisable(GL_STENCIL_TEST);

请注意，我故意省略了任何深度代码，以确保您看到它与模板无关。如果您渲染 3D 几何体，您可能需要启用它。如果深度测试失败，您甚至可能不需要编写模板值。

请注意，在渲染遮罩几何体时，将模板函数设置为 GL_ALWAYS 很重要，因为否则，模板缓冲区中的当前值（在示例中已清除）将针对上次使用的内容进行测试，并且您的遮罩几何图形甚至可能根本没有绘制出来。

所以没有特殊的函数可以写入模板缓冲区。我什至不确定它是否可以像您可以将数据直接写入后台缓冲区和深度缓冲区视频内存一样写入，但这不是它应该这样做的方式（因为它非常慢）。模板缓冲区与深度缓冲区共享内存，因此可以通过更改写入函数的参数来实现。不过，我不会指望它适用于所有视频驱动程序。

祝所有需要此信息的人好运！

Answer 2

您可以读取、写入和复制值（字节、浮点数、dwords ...）到帧和深度缓冲区，但不能复制到模板缓冲区。

所有三个缓冲区都位于 GPU 内存中，问题是模板缓冲区使用了 24 位深度缓冲区中剩余的 8 位！

这就是为什么你必须渲染一些东西来设置或覆盖 8 位模板缓冲区中的值（实际上是深度缓冲区中的一个区域）

DJ

Answer 3

我描述了how to render to a stencil buffer here using libGDX。无论 OpenGL 版本或平台如何，在 OpenGL 中应用遮罩的过程都是相同的。

蒙版在 OpenGL 中的工作原理

在 OpenGL 中创建遮罩的方法有很多种，请注意，我之前的回答中创建遮罩的代码实际上使用了深度缓冲区。我本可以以类似的方式使用模板缓冲区来获得相同的结果。

使用深度缓冲区，您可以通过以下方式应用掩码：

初始化和配置深度测试

首先清除深度缓冲区并禁用渲染到颜色缓冲区：

glClearDepthf(1.0f);
glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
glColorMask(false, false, false, false);

接下来，指定缓冲区的标准，这告诉 OpenGL 如何渲染到深度缓冲区以创建遮罩。你可以通过调用glDepthFunc 来做到这一点（被遮罩的区域应该是绘制形状的场景区域还是应该是其他东西？for the different kinds of input to the depth function, see the Depth test section of this site）

glDepthFunc(GL_LESS);
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
glDepthMask(true);
// Your code to render the mask goes here

创建蒙版

启用缓冲区后，您可以按照您想要的蒙版形状渲染多边形。因为我们禁用了对颜色缓冲区的写入，渲染的图像在屏幕上将不可见，它被渲染到深度缓冲区。深度缓冲区与颜色缓冲区具有相同的宽度和高度尺寸，但由 0 和 1 值组成。每个像素都应用了深度测试，如果通过，则在该位置的缓冲区中放置一个值 1，否则相应位置的值为 0。

启用颜色缓冲，设置深度功能并渲染到场景

现在您将 OpenGL 配置为渲染到颜色缓冲区并应用深度蒙版，如下所示：

glColorMask(true, true, true, true);
glDepthMask(true);
glDepthFunc(GL_EQUAL);
// Your code to render the scene goes here

由于您启用了深度缓冲区，因此视口中的每个像素都将具有相应的 0 或 1 值。现在将另一个深度函数应用于每个像素的相应值，如果结果为真，则将像素渲染到屏幕上。这里深度函数的选择决定了遮罩的应用方式。

禁用深度测试

要再次允许正常渲染到场景，您可以像这样禁用深度缓冲区：

glDisable(GL_DEPTH_TEST);