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OpenGL 使用 PBO 高速复制屏幕图像到内存或者纹理中

发布时间:

https://www.cnblogs.com/crsky/p/7870835.html


如果你想给游戏做个截图功能,或者想把屏幕图像弄成一个纹理,你就非常需要 PBO 了


通常情况下,你想把屏幕图像的像素数据读到内存需要用?glReadPixels 然后?pixels 参数传进去一块内存地址


这样做是非常非常不好的,因为?glReadPixels 会把屏幕图像的像素数据从显卡的显存复制到内存条,这个过程就非常非常的慢,特别是数据量大的时候


然后如果你要把像素数据再用?glTexImage2D 传到纹理,数据就又要从内存条复制到显存,这个过程也是非常非常慢的,特别是数据量大的时候


那么有没有一种办法,让我们可以通过一个内存指针,直接访问显存的数据呢?当然是有的,那就是 OpenGL 的 Array Buffer


这个东西中文叫做 数组缓冲区 也可以直接省略成 缓冲区 因为它就是显存里的一块内存,所以我们下文就叫 缓冲区 吧


你可以用?glMapBuffer 得到它的内存指针,然后就可以为所欲为了,另外,OpenGL 很多用来返回数据的函数,都可以把数据写到缓冲区里,而不是复制到内存条。


就比如说?glReadPixels 原本你是要传一个内存指针进去的,但是有了缓冲区,它就可以把数据复制到缓冲区里而不是复制到内存条


因为,屏幕的像素数据是在显存里的,缓冲区也是在显存里的,所以,显存->复制数据->显存?速度就比?显存->复制数据->内存条?快非常非常的多


然后我们直接用?glMapBuffer 来获取缓冲区的内存地址,就能访问到复制好的屏幕像素数据了,接着该干嘛干嘛。


而且,OpenGL 的一些函数可以把数据写入到缓冲区里,还有些函数也可以从缓冲区里读取数据来用,比如,glTexImage2D 什么的,如果你很聪明,你已经知道接下来要干嘛了


假如我们上一步把屏幕的像素数据读取到缓冲区里了,我们就可以直接用?glTexImage2D、glTexSubImage2D 什么的函数把缓冲区里的数据传给纹理了


这样我们就把屏幕图像存储在纹理了,然后干嘛干嘛,并且这个过程完全不关内存条的事,所以速度也是非常非常的快


?


当然我们需要用来操作Buffer的函数。你也可以用GLEW库来偷懒






#include "glext.h"

PFNGLBINDBUFFERPROC glBindBuffer = NULL;
PFNGLBUFFERDATAPROC glBufferData = NULL;
PFNGLGENBUFFERSPROC glGenBuffers = NULL;
PFNGLMAPBUFFERPROC glMapBuffer = NULL;
PFNGLUNMAPBUFFERPROC glUnmapBuffer = NULL;

void gl_init()
{
glBindBuffer = (PFNGLBINDBUFFERPROC)wglGetProcAddress("glBindBuffer");
glBufferData = (PFNGLBUFFERDATAPROC)wglGetProcAddress("glBufferData");
glGenBuffers = (PFNGLGENBUFFERSPROC)wglGetProcAddress("glGenBuffers");
glMapBuffer = (PFNGLMAPBUFFERPROC)wglGetProcAddress("glMapBuffer");
glUnmapBuffer = (PFNGLUNMAPBUFFERPROC)wglGetProcAddress("glUnmapBuffer");
}




那么上面我们已经BB了一堆,接下来就开始写代码了






GLuint Buffer;
GLuint Texture;

void init()
{
// 创建1个缓冲区
glGenBuffers(1, &Buffer);

// 缓冲区刚创建出来的时候还没有分配内存,所以我们要初始化一下它
// 先绑定..
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, Buffer);

// 这一步十分重要,第2个参数指定了这个缓冲区的大小,单位是字节,一定要注意
// 然后第3个参数是初始化用的数据,如果你传个内存指针进去,这个函数就会把你的
// 数据复制到缓冲区里,我们这里一开始并不需要什么数据,所以传个NULL就行了
// GL内部会给缓冲区分配内存,然后什么都不干,第4个参数可以优化显存效率,指定
// 缓冲区中的数据读写频繁程度,如果缓冲区中的数据不经常读写,可以传入 GL_STATIC_****
// 这样GL会把缓冲区放在内存数据不经常变动的区域,如果要经常读写缓冲区中的数据,可以传
// 别的值,具体参考 @https://www.khronos.org/registry/OpenGL-Refpages/gl2.1/ 吧
// 注意这里的 BUFFER_SIZE 我们假设要复制整个屏幕的像素数据,格式为RGB就行了,那么
// 大小就是 屏幕宽度×屏幕高度×3,每个像素1字节
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, BUFFER_SIZE, NULL, GL_STREAM_COPY);

// 这样我们的缓冲区就已经初始化好了,它现在已经有一块可用的内存
// 随时可以用 glMapBuffer 来访问
// 初始化完了那么解绑吧
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);


// 创建1个纹理,等会把屏幕复制到这个纹理
glGenTextures(1, &Texture);
// 初始化纹理,不多解释了
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, Texture);
// 这里data参数传NULL和上面缓冲区一样,GL仅仅给纹理分配内存而已
// ScreenWide和ScreenTall是屏幕的宽度和高度
// 格式用RGB,因为屏幕不需要透明通道,所以纹理的像素数据大小是和上面的缓冲区大小一样的
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, ScreenWide, ScreenTall, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, NULL);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
// 初始化完了解绑
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
}

void draw()
{
// 假装这里画了游戏场景


// 首先我们要把缓冲区绑定到 GL_PIXEL_PACK_BUFFER 这个地方
glBindBuffer(GL_PIXEL_PACK_BUFFER, Buffer);
// 这个函数会判断 GL_PIXEL_PACK_BUFFER 这个地方有没有绑定一个缓冲区,如果有,那就把数据写入到这个缓冲区里
// 前4个参数就是要读取的屏幕区域,不多解释
// 格式是RGB,类型是BYTE,每个像素1字节
// 如果GL_PIXEL_PACK_BUFFER有绑定缓冲区,最后一个参数就作为偏移值来使用,这里不?嗦没用的东西了。
// 传NULL就行
glReadPixels(0, 0, ScreenWide, ScreenTall, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, NULL);
// 好了我们已经成功把屏幕的像素数据复制到了缓冲区里

// 这时候,你可以用 glMapBuffer 得到缓冲区的内存指针,来读取里面的像素数据,保存到图片文件
// 完成截图
/******

// 注意glMapBuffer的第1个参数不一定要是GL_PIXEL_PACK_BUFFER,你可以把缓冲区绑定到比如上面init函数的GL_ARRAY_BUFFER
// 然后这里也传GL_ARRAY_BUFFER,由于懒得再绑定一次,就接着用上面绑定的GL_PIXEL_PACK_BUFFER吧
void *data = glMapBuffer(GL_PIXEL_PACK_BUFFER, GL_READ_WRITE);
if (data)
{
WriteTGA("screenshot.tga", ScreenWide, ScreenTall, data);
glUnmapBuffer(GL_PIXEL_PACK_BUFFER); // 不要忘了解除Map
}

******/

// 完事了把GL_PIXEL_PACK_BUFFER这个地方的缓冲区解绑掉,以免别的函数误操作
qglBindBuffer(GL_PIXEL_PACK_BUFFER, 0);



// 接着我们演示一下把缓冲区中的像素数据传给纹理
// 首先我们把缓冲区绑定到 GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER 这个地方。这里注意啊!GL_PIXEL_PACK_BUFFER 和 GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER 是不同的!
glBindBuffer(GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER, Buffer);
// 绑定纹理
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, Texture);
// 这个函数会判断 GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER 这个地方有没有绑定一个缓冲区
// 如果有,就从这个缓冲区读取数据,而不是data参数指定的那个内存
// 前面参数很简单就不解释了,最后一个参数和上面glReadPixels同理,传NULL就行
// 这样glTexSubImage2D就会从我们的缓冲区中读取数据了
// 这里为什么要用glTexSubImage2D呢,因为如果用glTexImage2D,glTexImage2D会销毁纹理内存重新申请,glTexSubImage2D就仅仅只是更新纹理中的数据
// 这就提高了速度,并且优化了显存的利用率
glTexSubImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, 0, 0, ScreenWide, ScreenTall, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, NULL);
// 完事了把GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER这个地方的缓冲区解绑掉,以免别的函数误操作
glBindBuffer(GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER, 0);

// 这时候我们已经更新了纹理,我们可以把纹理画出来看看

// 假装这里有绘制纹理的代码
}




代码就这些了。如果你想了解上面用到的函数的详细信息,一定要去看看 https://www.khronos.org/registry/OpenGL-Refpages/gl2.1 这个网页


补充:GL_PIXEL_PACK_BUFFER 和 GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER 统称为 PBO(Pixel Buffer Object)因为这俩就是用来搞像素的,所以就叫 Pixel buffer 了呗


缓冲区什么东西都可以存,可不止像素,具体请搜索其它资*?


这是纹理的样子:


纹理中没有看到HUD是因为我读取屏幕像素的时候HUD还没有绘制




转载于:https://www.cnblogs.com/jukan/p/9213338.html



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