opengl - 检索纹理像素数据的最有效方法？

Question

我至少知道 Dx9 的 Directx 有一个纹理对象，您只能将一小部分纹理获取到 CPU 可访问的内存。我相信这是一个名为“LockRect”的函数。 OpenGL 有 glGetTexImage() 但它会抓取整个图像，如果格式与纹理不同，那么它必须在传输之上将整个纹理转换为新的像素格式整个纹理。 OpenGL ES 中也没有这个函数。帧缓冲区是另一种选择，但我可能会绑定(bind)一个帧缓冲区，其中颜色附件连接到纹理。然后是从帧缓冲区读取的glReadPixels，因此它应该从纹理中读取。 glReadPixels 的像素格式选项有限，因此必须进行转换，但我可以读取所需的像素(只有 1 个像素)。我没有使用过这个方法，但看起来是可行的。如果有人可以确认帧缓冲区方法，那么它是一个可行的替代方案。那么这个方法也适用于 OpenGL ES 2+。

还有其他方法吗？帧缓冲区方法的效率如何(如果有效)，它最终是否必须在读取像素之前将整个纹理转换为所需的格式，或者它是否完全由实现定义？

编辑:@Nicol_Bolas 请停止从标签中删除 OpenGL 并添加 OpenGL-ES，OpenGL-ES 不适用，OpenGL 适用。这是专门针对 OpenGL 的，但我希望它尽可能与 Open ES 2+ 兼容，尽管这不是必须的。如果只有 OpenGL 的解决方案可用，那么我会考虑是否值得进行权衡。谢谢。

Answer 1

请注意，我在 ES 方面没有太多经验，因此在这种情况下可能有更好的方法来专门执行此操作。不过，一般要点适用于普通 OpenGL 或 ES。

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首先，最重要的性能考虑应该是在阅读时。如果在渲染时向显卡请求数据，您的程序(CPU 端)将不得不暂停，直到显卡返回数据，这会由于您无法发出进一步的渲染命令而减慢渲染速度。作为一般规则，您应该始终上传、渲染、下载 - 不要混合这些过程中的任何一个，这将极大地影响速度，并且影响程度取决于驱动程序/硬件/操作系统。

我建议在渲染周期结束时使用glReadPixels( )。我怀疑该函数的格式限制与帧缓冲区格式的限制有关；此外，您确实应该使用 8 位无符号或浮点，both of which are supported 。如果您遇到一些不允许任何受支持格式的边缘情况，您应该解释那是什么，因为可能有一种方法可以专门处理它。

如果您需要渲染中特定点(而不是结束时)的帧缓冲区内容，请创建第二个纹理+帧缓冲区(同样具有相同的格式)作为有效的“后缓冲区”，然后从目标复制帧缓冲区到该纹理。这发生在视频卡上，因此不会直接读取造成总线延迟。这是我写的执行此操作的代码:

glActiveTexture( GL_TEXTURE0 + unit );
glBindTexture( GL_TEXTURE_2D, backbufferTextureHandle );
glBindFramebuffer( GL_READ_FRAMEBUFFER, framebufferHandle );
glCopyTexSubImage2D(
        GL_TEXTURE_2D,
        0, // level
        0, 0, // offset
        0, 0, // x, y
        screenX, screenY );
glBindFramebuffer( GL_DRAW_FRAMEBUFFER, framebufferHandle );

然后，当您需要数据时，将后台缓冲区绑定(bind)到 GL_READ_FRAMEBUFFER 并对其使用 glReadPixels( ) 。

最后，您应该记住，下载数据仍然会停止 CPU 端。如果在显示帧缓冲区之前下载，则会推迟显示图像，直到可以再次执行命令为止，这可能会导致明显的延迟。因此，即使您只关心最终的缓冲区状态，我建议仍然使用非默认帧缓冲区，并结束渲染周期以达到以下效果:

(1.) Blit 到默认帧缓冲区:

glBindFramebuffer( GL_DRAW_FRAMEBUFFER, 0 ); // Default framebuffer
glBindFramebuffer( GL_READ_FRAMEBUFFER, framebufferHandle );
glBlitFramebuffer(
        0, 0, screenX, screenY,
        0, 0, screenX, screenY,
        GL_COLOR_BUFFER_BIT,
        GL_NEAREST );

(2.) 在给定情况下调用任何交换缓冲区命令。

(3.) 从帧缓冲区下载调用(无论是 glReadPixels( ) 还是其他)。

至于 blit/texcopy 操作对速度的影响，它在大多数现代硬件上都相当不错，即使一帧执行 10 次以上，我也没有发现它有明显的影响，但如果您正在处理过时的硬件，也许值得再考虑一下。