OpenGL ES 模板测试
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模板测试与深度测试类似,主要作用是利用模板缓冲区(Stencil Buffer)所保存的模板值决定当前片段是否被丢弃,且发生于深度测试之前。
模板测试过程
图片来源:
https://learnopengl.com/Advanced-OpenGL/Stencil-testing
模板测试一般步骤:
1. 启用模板测试,开启模板缓冲写入 glStencilMask(0xFF)
;
2. 执行渲染操作,更新模板缓冲区;
3. 关闭模板缓冲写入****glStencilMask(0x00)
****;
4. 执行渲染操作,利用模板缓冲区所保存的模板值确定是否丢弃特定片段。
启用模板测试
glEnable(GL_STENCIL_TEST);
清空模板缓冲区
glClear( GL_STENCIL_BUFFER_BIT);
控制模板缓冲区是否可以进行写入:
// 0xFF == 0b11111111// 模板值与它进行按位与运算结果是模板值,模板缓冲可写glStencilMask(0xFF); // 0x00 == 0b00000000 == 0// 模板值与它进行按位与运算结果是0,模板缓冲不可写glStencilMask(0x00);
模板测试的配置函数****glStencilFunc 和 glStencilOp。
****
void glStencilFunc(GLenum func, GLint ref, GLuint mask);
参数说明:
func:设置模板测试操作。这个测试操作应用到已经储存的模板值和****
glStencilFunc
**** 的 ref 值上,可用的选项是:GL_NEVER、GL_LEQUAL、GL_GREATER、GL_GEQUAL、GL_EQUAL、GL_NOTEQUAL、GL_ALWAYS
;ref:指定模板测试的引用值。模板缓冲区中的模板值会与这个值对比;
mask:指定一个遮罩,在模板测试对比引用值和储存的模板值前,对它们进行按位与(and)操作,初始设置为 1 。
glStencilFunc(GL_EQUAL, 1, 0xFF);// 表示当一个片段模板值等于(GL_EQUAL)引用值1,片段就能通过测试被绘制了,否则就会被丢弃。glStencilFunc(GL_ALWAYS, 1, 0xFF);// 表示所有片段模板测试总是通过。
glStencilOp
主要用于控制更新模板缓冲区的方式。
void glStencilOp(GLenum sfail, GLenum dpfail, GLenum dppass);
参数说明:
sfail:如果模板测试失败将如何更新模板值;
dpfail:如果模板测试通过,但是深度测试失败时将如何更新模板值;
dppass:如果深度测试和模板测试都通过,将如何更新模板值。
参数可选操作:
操作
描述
GL_KEEP
保持现有的模板值
GL_ZERO
将模板值置为 0
GL_REPLACE
将模板值设置为用 glStencilFunc 函数设置的ref值
GL_INCR
如果模板值不是最大值就将模板值 +1
GL_INCR_WRAP
与 GL_INCR 一样将模板值 +1 ,如果模板值已经是最大值则设为 0
GL_DECR
如果模板值不是最小值就将模板值 -1
GL_DECR_WRAP
与 GL_DECR 一样将模板值 -1 ,如果模板值已经是最小值则设为最大值
GL_INVERT
按位反转当前模板缓冲区的值
绘制物体轮廓是模板测试的常见应用,其步骤一般如下:
启动深度测试和模板测试,清空模板缓冲和深度缓冲;
在绘制物体前,用 1 更新物体将被渲染的片段对应的模板值;
渲染物体,写入模板缓冲区;
关闭模板写入和深度测试;
将物体放大一定比例;
使用一个不同的片段着色器用来输出一个纯颜色(物体轮廓颜色);
再次绘制物体,当片段的模板值不为 1 时,片段通过测试进行渲染;
开启模板写入和深度测试。
关键实现的代码片段:
//启动深度测试和模板测试,清空模板和深度缓冲glClear(GL_STENCIL_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);glEnable(GL_DEPTH_TEST);glEnable(GL_STENCIL_TEST);glStencilFunc(GL_ALWAYS, 1, 0xFF); //所有片段都要写入模板缓冲glStencilOp(GL_KEEP, GL_KEEP, GL_REPLACE);//若模板测试和深度测试都通过了,将片段对应的模板值替换为1glStencilMask(0xFF);//绘制物体glBindVertexArray(m_VaoId);glUseProgram(m_ProgramObj);glUniform3f(m_ViewPosLoc, 0.0f, 0.0f, 3.0f);glActiveTexture(GL_TEXTURE0);glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, m_TextureId);glUniform1i(m_SamplerLoc, 0);UpdateMatrix(m_MVPMatrix, m_ModelMatrix, m_AngleX, m_AngleY , 1.0, glm::vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f), ratio);glUniformMatrix4fv(m_MVPMatLoc, 1, GL_FALSE, &m_MVPMatrix[0][0]);glUniformMatrix4fv(m_ModelMatrixLoc, 1, GL_FALSE, &m_ModelMatrix[0][0]);glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 36);glBindVertexArray(0);glStencilFunc(GL_NOTEQUAL, 1, 0xFF);//当片段的模板值不为 1 时,片段通过测试进行渲染//禁用模板写入和深度测试glStencilMask(0x00);glDisable(GL_DEPTH_TEST);//绘制物体轮廓glBindVertexArray(m_VaoId);glUseProgram(m_OutlineProgramObj);//放大 1.05 倍UpdateMatrix(m_MVPMatrix, m_ModelMatrix, m_AngleX, m_AngleY, 1.05, glm::vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f), ratio);glUniformMatrix4fv(m_MVPMatLoc, 1, GL_FALSE, &m_MVPMatrix[0][0]);glUniformMatrix4fv(m_ModelMatrixLoc, 1, GL_FALSE, &m_ModelMatrix[0][0]);glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 36);glBindVertexArray(0);//开启模板写入和深度测试glStencilMask(0xFF);glEnable(GL_DEPTH_TEST);glDisable(GL_STENCIL_TEST);
另外需要注意,在使用 GLSurfaceView 时,新的 API 默认没有配置模板缓冲区,需要使用setEGLConfigChooser
配置模板缓冲区。
public MyGLSurfaceView(Context context, AttributeSet attrs) { super(context, attrs); this.setEGLContextClientVersion(2); mGLRender = new MyGLRender(); /*If no setEGLConfigChooser method is called, then by default the view will choose an RGB_888 surface with a depth buffer depth of at least 16 bits.*/ setEGLConfigChooser(8, 8, 8, 8, 16, 16);//最后 2 个参数表示分别配置 16 位的深度缓冲区和模板缓冲区 setRenderer(mGLRender); setRenderMode(RENDERMODE_WHEN_DIRTY);}
利用模板测试绘制物体轮廓效果图:
利用模板测试绘制物体轮廓效果图
实现代码见阅读原文。
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字节流动
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