WebGL2系列之多采样渲染缓冲对象

摘要：在很久很久以前，使用的时候，只能在默认的绘制的缓冲区上面使用，而不能在帧缓冲区上面实现，更加形象的说就是不能用于离屏渲染。下面是该函数的签名该函数的作用就是，把一个帧缓冲区上的指定区域像素转移给另外一个帧缓冲区上的指定区域。

在很久很久以前，盘古开辟了天地，他的头顶着天，脚踩着地，最后他挂了。他的毛发变成了森林，他的血液变成了河流，他的肌肉变成了大地。。。。。。
卡！ 
哦，不对，在很久很久以前，你属于我，我拥有你。
你还有没有程序员的自我修养啦。
不好意思，串戏了，下面进入。。。主题
本文适合对webgl、计算机图形学、前端可视化感兴趣的读者。

在很久很久以前，使用WebGL1的时候，只能在默认的绘制的缓冲区上面使用MSAA，而不能在帧缓冲区上面实现，更加形象的说就是：MSAA不能用于离屏渲染。
如果需要在帧缓冲区(离屏渲染)上面实现去锯齿效果，需要在贴图内容上使用自己实现的post -process的AA，比如：

FXAA: https://github.com/mattdesl/g...

SMAA http://threejs.org/examples/#...

而且在WebGL1中，不能通过上下文来改变MSAA的采样数量，这对于WebGL1下的去锯齿效果有很大影响。

在WebGL2中，有了一个新的特性，叫做Multisampled Renderbuffer，恩，中文呢就叫做： 多采样渲染缓冲对象吧；通过多采样渲染缓冲对象，可以在帧缓冲区的渲染缓冲对象上实现MSAA（multisampled antialiasing）， 然后通过下面的流程实现最终实现渲染的去锯齿：
 `
pre-z pass –> rendering pass to FBO –> postprocessing pass –> render to window

##renderbufferStorageMultisample
和多采样渲染缓冲对象相关的一个重要的函数就是gl.renderbufferStorageMultisample,下面是函数的签名：

gl.renderbufferStorageMultisample(target, samples, internalFormat, width, height);

该函数的第一个target是渲染缓冲对象的“目标”,samples表示采样数，internalFormat表示数据格式，width、height表示渲染缓冲对象的宽高。

下面是使用该函数的简单代码片段：

var frameBuffer = gl.createFrameBuffer();
var colorRenderbuffer = gl.createRenderbuffer();
gl.bindRenderbuffer(gl.RENDERBUFFER, colorRenderbuffer);
gl.renderbufferStorageMultisample(gl.RENDERBUFFER, 4, gl.RGBA8, FRAMEBUFFER_SIZE.x, FRAMEBUFFER_SIZE.y);

gl.bindFramebuffer(gl.FRAMEBUFFER, frameBuffer);
gl.framebufferRenderbuffer(gl.FRAMEBUFFER, gl.COLOR_ATTACHMENT0, gl.RENDERBUFFER, colorRenderbuffer);
gl.bindFramebuffer(gl.FRAMEBUFFER, null);

这和webgl1 中创建帧缓冲区的代码类似，并没有太大差别，不同的是如下一行：

gl.renderbufferStorageMultisample(gl.RENDERBUFFER, 4, gl.RGBA8, FRAMEBUFFER_SIZE.x, FRAMEBUFFER_SIZE.y);

通过gl.renderbufferStorageMultisample方法指定了渲染缓冲对象的多重采样，采样数是4。
#多采样纹理附件
多采样纹理附件又是什么东西呢，好吧，其实在WebGL2中，没有这个多采样纹理附件，在OPENGL才有，为什么提到这个多采样纹理附件，大部分时间，我们的离屏渲染都需要渲染到一个纹理对象上面，才能进一步使用。
在没有多采样纹理附件，只有多采样渲染缓冲对象的情况下，要实现MSAA，只能渲染到渲染缓冲对象上，但是渲染缓冲对象的内容不能直接传递给纹理对象。
那么应该怎么做呢？ 需要使用另外一个重要的函数：
##gl.blitFramebuffer函数
通过gl.blitFramebuffer函数，可以把多采样渲染缓冲对象的内容传递给纹理对象。下面是该函数的签名：

gl.blitFramebuffer(srcX0, srcY0, srcX1, srcY1,

                    dstX0, dstY0, dstX1, dstY1,
                    mask, filter);

该函数的作用就是，把一个帧缓冲区(read framebuffer)上的指定区域像素转移给另外一个帧缓冲区(draw framebuffer)上的指定区域。
其中参数srcX0, srcY0, srcX1, srcY1指定read framebuffer上的区域；
dstX0, dstY0, dstX1, dstY1 指定draw framebuffer上的区域； mask指定那个buffer的内容会被copy，可选值：
* gl.COLOR_BUFFER_BIT
* gl.DEPTH_BUFFER_BIT
* gl.STENCIL_BUFFER_BIT
filter 表示当两个区域大小不同的时候，插值的方式，可以是以下值：
*  gl.NEAREST
*  gl.LINEAR

下面是代码片段：

var renderableFramebuffer = gl.createFramebuffer();
......
var colorFramebuffer = gl.createFramebuffer();
var texture = gl.createTexture();
gl.bindTexture(gl.TEXTURE_2D, texture);
gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_MAG_FILTER, gl.NEAREST);
gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_MIN_FILTER, gl.NEAREST);
gl.texImage2D(gl.TEXTURE_2D, 0, gl.RGBA, FRAMEBUFFER_SIZE.x, FRAMEBUFFER_SIZE.y, 0, gl.RGBA, gl.UNSIGNED_BYTE, null);
gl.bindTexture(gl.TEXTURE_2D, null);

gl.bindFramebuffer(gl.FRAMEBUFFER, colorFramebuffer);
gl.framebufferTexture2D(gl.FRAMEBUFFER, gl.COLOR_ATTACHMENT0, gl.TEXTURE_2D, texture, 0);
gl.bindFramebuffer(gl.FRAMEBUFFER, null);

// ...

// After drawing to the multisampled renderbuffers
gl.bindFramebuffer(gl.READ_FRAMEBUFFER, renderableFramebuffer);
gl.bindFramebuffer(gl.DRAW_FRAMEBUFFER, colorFramebuffer);
gl.clearBufferfv(gl.COLOR, 0, [0.0, 0.0, 0.0, 1.0]);
gl.blitFramebuffer(

0, 0, FRAMEBUFFER_SIZE.x, FRAMEBUFFER_SIZE.y,
0, 0, FRAMEBUFFER_SIZE.x, FRAMEBUFFER_SIZE.y,
gl.COLOR_BUFFER_BIT, gl.NEAREST

);

代码中，首先把场景渲染到renderableFramebuffer中，然后把renderableFramebuffer绑定到目标gl.READ_FRAMEBUFFER，把colorFramebuffer绑定到目标gl.DRAW_FRAMEBUFFER,之后清空DRAW_FRAMEBUFFER上面的颜色关联对象，然后调用gl.blitFramebuffer方法把renderableFramebuffer的颜色关联对象上的数据复制到colorFramebuffer的颜色管理对象，colorFramebuffer的颜色关联对象是一个纹理对象，这样就把数据从渲染缓冲对象复制到纹理对象上面了。

##READ_FRAMEBUFFER和DRAW_FRAMEBUFFER
在webgl1中，帧缓冲区的对象的目标只能是gl.FRAMEBUFFER,而在WebGL2中，增加两种目标：
* gl.READ_FRAMEBUFFER
* gl.DRAW_FRAMEBUFFER
以上两种目标分别表示FBO可以分别进行读操作和写操作；这在FBO复制到FBO的时候很有用，就像前文中所叙述的，可以把READ_FRAMEBUFFER上的数据复制到DRAW_FRAMEBUFFER上。

#参考
https://github.com/mrdoob/three.js/pull/8120
https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/WebGL2RenderingContext/blitFramebuffer
https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/WebGL2RenderingContext/blitFramebuffer
http://www.realtimerendering.com/blog/webgl-2-new-features/
https://www.khronos.org/registry/webgl/specs/latest/2.0/#2.2

欢迎关注公众号“ITman彪叔”。彪叔，拥有10多年开发经验，现任公司系统架构师、技术总监、技术培训师、职业规划师。熟悉Java、JavaScript、Python语言，熟悉数据库。熟悉java、nodejs应用系统架构，大数据高并发、高可用、分布式架构。在计算机图形学、WebGL、前端可视化方面有深入研究。对程序员思维能力训练和培训、程序员职业规划有浓厚兴趣。