对于图形渲染中后处理操作的思考与总结

后处理（Post-Processing）

简介：

后处理是在图像渲染的最后阶段对图像进行进一步处理的技术。它通常用于游戏和图形应用中，增强或修改图像的视觉效果。Post-processing处理通常发生在渲染完成后，屏幕上的最终图像会传递给这个阶段进行后续处理。它可以应用于各种效果，如颜色调整、模糊、抗锯齿、辉光、锐化等。

基本流程：

• 渲染完成：首先，场景被渲染到一个离屏缓冲区（FrameBuffer）。这就是我们后续处理的源图像。
• 应用后处理效果：从帧缓冲中提取图像数据后，我们可以在着色器中对它进行处理。
• 将效果应用到最终图像：经过后处理的图像将重新呈现在屏幕上，最终形成用户看到的画面。

帧缓冲对象（Frame Buffer Objects, FBOs）

FBO是一个OpenGL对象，允许你将渲染输出存储到多个纹理中，而不仅仅是传统的前后缓冲区。

FBO包含多个独立的纹理，称为附件，其中存储着颜色、深度和模板信息。你渲染的几何体可以被重定向到这些FBO之一，或者继续渲染到“正常”的渲染目标。你可以将标准的后缓冲区、深度缓冲区和模板缓冲区的组合视为内置的“默认”FBO，始终可用。

每个FBO可能包含可选的深度、模板和颜色组件，但至少需要一个附件——否则它将渲染到哪里呢！OpenGL FBO支持多个渲染目标——也就是说，一个单独的片段着色器可以同时写入多个颜色附件。支持的颜色附件数量取决于图形硬件，但最多可能支持8个独立的附件。那么为什么你需要渲染到多个颜色纹理呢？例如，你可能希望按像素存储场景的法线，以便进行额外的处理，或者将高于某个亮度值的片段写入一个单独的渲染目标，稍后进行模糊处理。这就是FBO多渲染目标的优势——无论你需要什么渲染信息，都可以按像素获取并存储到纹理中。

这些附件实际上只是普通的OpenGL 2D纹理，因此可以像普通纹理一样访问。比如，你可以将一个帧渲染到一个FBO，然后将该FBO的颜色附件作为下一个帧渲染的纹理！不过，附加到FBO的纹理有一些限制：你用作附件的纹理不能是压缩类型，这样做是不可取的，因为压缩和重新压缩像素数据在几何体渲染时会产生额外开销。此外，具体的硬件扩展支持情况不同，所有附件可能需要具有相同的维度。

虽然FBO不支持压缩纹理，但它们支持打包纹理。在使用FBO模拟常规图形管线时，通常会有一个32位颜色附件，提供8位的r、g、b和a通道，以及一个24位的z缓冲区。然而，一些图形硬件要求所有附件具有相同的位深度。一个简单的解决方法是使用32位的z缓冲区，利用其更高的精度。但如果你还想要一个模板附件呢？每个像素32位的模板数据可能过于冗余！这时，纹理打包就派上用场了。通过打包纹理，可以将深度信息和模板信息合并在一个纹理中，深度使用24位，模板使用8位。

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