如何用OpenGL制作淡入黑的效果？

Question

我试图实现淡入黑色效果，但我不知道该怎么做。我尝试了几件事，但由于 opengl 的工作原理而失败了，

我将解释它是如何工作的：

如果我绘制 1 个白色像素并将其围绕每个帧移动一个像素到某个方向，则每一帧屏幕像素将获得一个 R/G /B值较小（范围0-255），因此255帧后白色像素将全黑。因此，如果我移动白色像素，我会看到一条从白色到黑色的渐变轨迹，与之前的像素颜色相比，均匀地存在 1 个颜色值差异。

编辑：我更愿意知道非着色器方式来执行此操作，但如果不可能，那么我也可以接受着色器方式。

编辑2：由于这里存在一些混乱，我想告诉大家，我可以通过在整个场景上绘制黑色透明四边形来实现这种效果。但是，这并不像我希望的那样工作；像素可以获得的暗度是有限的，因此它总是会留下一些像素“可见”（高于零颜色值），因为： 1*0.9 = 0.9 ->再次四舍五入为1，等等。我可以通过缩短轨迹来“修复”这个问题，但我希望能够尽可能地调整轨迹长度，而不是双线性（如果这是正确的词）插值我想要线性（因此它总是会从 0-255 范围内的每个 r、g、b 值减少 -1，而不是使用百分比值）。

编辑3：仍然存在一些混乱，所以让我们澄清一下：我想通过从glClear()禁用GL_COLOR_BUFFER_BIT来改善效果，我不想永远看到屏幕上的像素，所以我想让它们及时变暗，通过在我的场景上绘制一个四边形，将每个像素的颜色值减少 1（在 0-255 范围内）。

Edit4：我会让它变得简单，我想要OpenGL方法来实现这一点，效果应该使用尽可能少的功率、内存或带宽。这种效果应该在不清除屏幕像素的情况下起作用，所以如果我在场景上绘制一个透明的四边形，先前绘制的像素将变得更暗等。但正如上面几次解释的那样，它的效果不是很好。最重要的问题是：1）从屏幕读取像素，在 for 循环中一一修改它们，然后上传回来。 2）用不同的黑暗度渲染我的对象X次以模拟轨迹效果。 3）乘以颜色值不是一个选项，因为它不会使像素变成黑色，它们将永远以一定的亮度保留在屏幕上（请参阅上面的说明）。

Answer 1

如果我绘制 1 个白色像素并将其在每一帧中向某个方向移动一个像素，则每一帧屏幕像素将减少一个 R/G/B 值（范围为 0-255），因此在 255 帧后白色像素将是全黑的。因此，如果我移动白色像素，我会看到一条从白色到黑色的渐变轨迹，与之前的像素颜色相比，均匀地存在 1 个颜色值差异。

在解释如何执行此操作之前，我想说您想要的视觉效果是一种糟糕的视觉效果，您不应该使用它。从每种 RGB 颜色中减去一个值将产生不同的颜色，而不是相同颜色的较暗版本。 RGB 颜色 (255,128,0) 如果减去 1 128 次，就会变成 (128, 0, 0)。第一种颜色是棕色，第二种颜色是深红色。这些不一样。

现在，由于您还没有很好地解释这一点，所以我必须做出一些猜测。我假设您正在渲染的内容中没有“对象”。没有状态。你只是在任意位置画东西，你不记得你在哪里画了什么，你也不想记住在哪里画了什么。

为了做你想做的事，你需要两个离屏缓冲区。我建议使用 FBO 和屏幕大小的纹理。基本算法很简单。您可以使用从您写入的颜色中“减去 1”的混合模式将前一帧的图像渲染为当前图像。然后将您想要的新内容渲染到当前图像。然后显示该图像。之后，您可以切换之前的图像和当前的图像，然后重新执行该过程。

注意：以下代码将假定 OpenGL 3.3 功能。

初始化

首先，在初始化期间（OpenGL 初始化之后），您必须创建屏幕大小的纹理。您还需要两个屏幕大小的深度缓冲区。

GLuint screenTextures[2];
GLuint screenDepthbuffers[2];
GLuint fbos[2]; //Put these definitions somewhere useful.

glGenTextures(2, screenTextures);
glGenRenderbuffers(2, screenDepthbuffers);
glGenFramebuffers(2, fbos);
for(int i = 0; i < 2; ++i)
{
  glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, screenTextures[i]);
  glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA8, SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, NULL);
  glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_BASE_LEVEL, 0);
  glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAX_LEVEL, 0);
  glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
  glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
  glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);

  glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, screenDepthBuffers[i]);
  glRenderbufferStorage(GL_RENDERBUFFER, GL_DEPTH24_STENCIL8, SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT);
  glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, 0);

  glBindFramebuffer(GL_DRAW_FRAMEBUFFER, fbo[i]);
  glFramebufferTexture(GL_DRAW_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0, screenTextures[i], 0);
  glFramebufferRenderbuffer(GL_DRAW_FRAMEBUFFER, GL_DEPTH_STENCIL_ATTACHMENT, screenDepthBuffers[i]);
  if(glCheckFramebufferStatus(GL_DRAW_FRAMEBUFFER) != GL_FRAMEBUFFER_COMPLETE) {
    //Error out here.
  }
  glBindFramebuffer(GL_DRAW_FRAMEBUFFER, 0);
}

绘制前一帧

下一步是将前一帧的图像绘制到当前图像。

为此，我们需要了解以前和当前 FBO 的概念。这是通过两个变量来完成的：currIndex 和 prevIndex。这些值是纹理、渲染缓冲区和 FBO 的 GLuint 数组的索引。它们应该按如下方式初始化（​​在初始化期间，而不是针对每个帧）：

currIndex = 0;
prevIndex = 1;

在绘图例程中，第一步是绘制前一帧，减去一帧（再次，我强烈建议在这里使用真正的混合）。

这不是完整的代码；我希望您填写一些伪代码。

glBindFramebuffer(GL_DRAW_FRAMEBUFFER, fbos[currIndex]);
glClearColor(...);
glClearDepth(...);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT|GL_STENCIL_BUFFER_BIT);

glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + 0);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, screenTextures[prevIndex]);
glUseProgram(BlenderProgramObject); //The shader will be talked about later.

RenderFullscreenQuadWithTexture();

glUseProgram(0);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);

RenderFullscreenQuadWithTexture 函数的作用正如其所言：使用当前绑定的纹理渲染屏幕大小的四边形。程序对象 BlenderProgramObject 是一个执行混合操作的 GLSL 着色器。它从纹理中获取并进行混合。再次，我假设您知道如何设置着色器等等。

片段着色器的主要功能如下所示：

shaderOutput = texture(prevImage, texCoord) - (1.0/255.0);

再次，我强烈建议：

shaderOutput = texture(prevImage, texCoord) * (0.05);

如果您不知道如何使用着色器，那么您应该学习。但如果您不想，那么您可以使用 学习着色器；从长远来看，这要容易得多。

正常绘制东西

现在，您只需正常渲染所有内容即可。只是不要解绑FBO；我们仍然想渲染它。

在屏幕上显示渲染图像

通常，您会使用交换缓冲区调用来显示渲染结果。但由于我们渲染的是 FBO，所以我们不能这样做。相反，我们必须做一些不同的事情。我们必须将图像传输到后台缓冲区，然后交换缓冲区。

glBindFramebuffer(GL_DRAW_FRAMEBUFFER, 0);
glBindFramebuffer(GL_READ_FRAMEBUFFER, fbos[currIndex]);
glBlitFramebuffer(0, 0, SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, 0, 0, SCREEN_WDITH, SCREEN_HEIGHT, GL_COLOR_BUFFER_BIT, GL_NEAREST);
glBindFramebuffer(GL_READ_FRAMEBUFFER, 0);
//Do OpenGL swap buffers as normal

切换图像

现在我们还需要做一件事：切换我们正在使用的图像。上一个图像将变为当前图像，反之亦然：

std::swap(currIndex, prevIndex);

您就完成了。

Answer 2

您可能想要使用 glBlendFunc (GL_ONE, GL_SRC_ALPHA) 渲染一个 alpha 从 1.0 到 0.0 的黑色矩形。

编辑以响应您的评论（回复不适合评论）：

您无法通过简单的淡入黑色操作根据单个像素的年龄来淡入淡出。通常渲染目标不会“记住”前一帧中绘制的内容。我可以想出一种方法来实现这一点，即交替渲染到一对 FBO 中的一个并使用它们的 alpha 通道，但那里需要一个着色器。因此，您要做的就是首先渲染包含先前位置处的像素的 FBO，将其 alpha 值减一，当 alpha == 0 时将其丢弃，否则每当其 alpha 减小时将它们变暗，然后使用alpha == 255。

如果你只有移动像素：

render FBO 2 to FBO 1, darkening each pixel in it by a scale (skip during first pass)
render moving pixels to FBO 1
render FBO 1 to FBO 2 (FBO 2 is the "age" buffer)
render FBO 2 to screen

如果你想修改某些场景（即有一个场景和其中移动像素）：

set glBlendFunc (GL_ONE, GL_ZERO)
render FBO 2 to FBO 1, reducing each alpha > 0.0 in it by a scale (skip during first pass)
render moving pixels to FBO 1
render FBO 1 to FBO 2 (FBO 2 is the "age" buffer)
render the scene to screen
set glBlendFunc (GL_ONE, GL_SRC_ALPHA)
render FBO 2 to screen

实际上比例应该是（浮动）/ 255.0 / 255.0这些成分同样会逐渐消失（并且没有一个以较低值开始的成分会先于其他成分变为零）。

如果只有几个移动像素，则可以在所有先前位置重新渲染像素，最多可向后渲染 255 个“刻度”。

由于无论如何您都需要重新渲染每个像素，因此只需使用适当的颜色渐变渲染每个像素即可：越暗，像素越旧。如果你有很多像素，双 FBO 方法
可能会起作用。

我写的是刻度，而不是帧，因为帧可能需要不同的时间，具体取决于渲染器和硬件，但您可能希望像素轨迹在恒定的时间内消失。这意味着您只需要在某几毫秒后调暗每个像素，并保持其间帧的颜色。

Answer 3

一种非着色器的方法是通过 readpixels iirc 获取屏幕内容，将其弹出到纹理中，特别是当屏幕上唯一发生的事情是淡入黑色时，并在屏幕上放置一个具有该纹理的矩形，然后您可以将矩形的颜色调制为黑色，以实现您想要实现的效果。

Answer 4

就是驱动程序，Windows本身不支持OpenGL或者只支持低版本，我认为是1.5。所有较新的版本都附带来自 ATI 或 NVIDIA、Intel 等的驱动程序。
您使用不同的卡吗？
您正在有效使用哪个版本的 OpenGL？

Answer 5

正是这样的情况使得我无法使用纯OpenGL。我不确定您的项目是否有足够的空间（如果您使用其他窗口 API，则可能没有），或者增加的复杂性是否值得，但添加像 SDL 这样与 OpenGL 配合使用的 2D 库将允许您以合理的方式直接处理显示表面的像素，以及一般的像素，而 OpenGL 通常并不容易做到这一点。

然后您需要做的就是在 OpenGL 渲染其几何图形之前遍历显示表面的像素，并从每个 RGB 分量中减去 1。

无论如何，如果可以选择使用带有 OpenGL 的附加库，那么这是我能看到的最简单的解决方案。