帧缓存介绍

在opengl里经常看到帧缓存这个名词，可以是opengl的核心的吧。平时写程序由于只与它的子集颜色缓存，深度缓存，模板缓存，累积缓存打交道，很少想它们的父类的帧缓存的定义。
今天在看gpu的流水线时，讲到片元的各种操作，突然想到自己对这个一直不是特别明白。
在渲染过程中，图形加速器一般都有一个预先分配好的内存区域来维护显示列表内容(译者：注意，不一定是主内存)。它由显示内存和脱屏内存组成。随着OpenGL的渲染而改变内容的那一部分图形内存区域叫做帧缓存（frame buffer）。在窗口系统里，OpenGL通过帧缓存与窗口通信。窗口系统为OpenGL提供了一组工具来为窗口选择帧缓存特性，而这组工具，通常是系统相关的。

一个支持OpenGL渲染的窗口 (即帧缓存) 可能包含以下的组合：

· 至多4个颜色缓存

· 一个深度缓存

· 一个模板缓存

· 一个积累缓存

· 一个多重采样缓存

　　为了能够执行双缓存构架，大多数图形硬件同时支持前后缓存。这将允许应用程序在显示前缓存（可见的）的时候渲染到后缓存（离屏缓存）。当渲染结束的时候，这两个缓存进行交换，以便已经完成渲染的缓存像前缓存一样进行显示，这样渲染就能在后缓存重新开始了。一旦使用双缓存，在绘制过程当中用户将不能看到图像。这种技术通常被用来实现实时交互的平滑动画。

　　如果为左眼和右眼各实现一个颜色缓存的话，那么就可以支持立体视觉效果了。双缓存技术由前后缓存来支持。因此一个双缓存的立体视觉将会有4各颜色缓存：前左，前右，后左，后右。一个普通的（非立体的）双缓存窗口将会仅仅有前后两个缓存。一个单缓存的窗口将会只有一个缓存。

　　如果绘制3D对象时需要剔除隐藏表面的话，深度缓存是必要的。这个缓存在每个象素上存储了显示对象的深度值。当绘制附加对象的时候，会在每个象素上进行深度比较，这样就能决定新的对象是否可见。

　　模板缓存用来进行复杂的掩模(masking)操作。一个复杂的形状可以存储在模板缓存里，然后绘制子序列操作可以使用模板缓存里的内容来决定是否更新象素。

　　积累缓存是一个颜色缓存，不过典型地它有比颜色缓存更高的精度。这就允许一些图像通过积累产生一些合成的图像。比如说一个作用就是可以在积累缓存里对一个对象随着他的运动绘制一些帧数。在积累缓存中的象素除以帧数以后，结果图像就展现出了运动模糊效果。相似的技巧也可以用来模拟景深效果以及高质量的全屏抗锯齿。

　　而通常的，当一个对象被绘制的时候，对于某个图元是否影像屏幕上的象素，会做一个单独的决议。多重采样缓存正是这样一个缓存，它允许每个渲染的对象在象素内被采样多次，以进行高质量的全屏抗锯齿，而不必对这个对象渲染多次。每个象素内的采样包括：颜色，深度，模板信息。每个象素采样的次数当然是必须的。当窗口包含多重采样缓存的时候，它将不回包括单独的深度或者是模板缓存。随着对象的渲染，颜色样本会被组合生成一个单一的颜色值，然后这个颜色值被传递，并写入到颜色缓存里。因为他们包括窗口中每个象素的多个颜色、深度以及模板样本（通常是4，8或者是16），因此多重采样缓存会消耗相当数量的离屏缓存。