OpenGL ES 高级进阶：多渲染目标（MRT）

程序员kenney
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大家好，我是程序员kenney，今天给大家介绍一个OpenGL ES 3.0中的新特性，多渲染目标（Multiple Render Target）。

这里所说的渲染目标，就是frame buffer上color attachment所绑定的texture，我们来回顾一下frame buffer：

frame buffer本身并没有什么实际内容，它是通过将它的各种attachment给绑定相应的对象而实现相应的功能，对应渲染内容来说，就是color attachment，可以通过glFramebufferTexture2D()将texture绑定到color attachment上，这时绑定这个frame buffer进行渲染，就会渲染到绑定的texture。

更多frame buffer的细节可以参考我的另一篇文章：Android OpenGL ES 2.0 手把手教学（7）- 帧缓存FrameBuffer

在OpenGL ES 2.0中，只能绑定0号color attachment即GL_COLOR_ATTACHMENT0，OpenGL ES 2.0官方文档对attachment参数的解析原文：Specifies the attachment point to which an image from texture should be attached. Must be one of the following symbolic constants: GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_DEPTH_ATTACHMENT, or GL_STENCIL_ATTACHMENT。

同时在shader中，也不能指定输出到哪个color attachment上，只能输出到gl_FragColor，也就是对应GL_COLOR_ATTACHMENT0，来回顾一下：

// OpenGL ES 2.0中glFramebufferTexture2D
glFramebufferTexture2D(GL_FRAMEBUFFER, 
                       GL_COLOR_ATTACHMENT0, 
                       GL_TEXTURE_2D, 
                       target, 
                       0)

// OpenGL ES 2.0中fragment shader
...
void main() {
    gl_FragColor = ...;
}

这就意味着，在OpenGL ES 2.0中，如果想一次渲染到1个以上的texture上是不可能的。

而在OpenGL ES 3.0中，通过多渲染目标（Multiple Render Target）这个新特性则可以实现，多渲染目标就是多个color attachment上绑定了多个texture。那如何绑定多个渲染目标呢？其实很简单，还是通过glFramebufferTexture2D()：

glFramebufferTexture2D(GL_FRAMEBUFFER, 
                       GL_COLOR_ATTACHMENT0 + i, 
                       GL_TEXTURE_2D, 
                       targets[i], 
                       0)

然后再看fragment shader：

#version 300 es
...
layout(location = 0) out vec4 fragColor0;
layout(location = 1) out vec4 fragColor1;
layout(location = 2) out vec4 fragColor2;
...
void main() {
    fragColor0 = ...;
    fragColor1 = ...;
    fragColor2 = ...;
}

可以看到，这时fragment shader中输出颜色不再像OpenGL ES 2.0那样是给gl_FragColor，而是给一些自己定义的颜色输出变量，定义这些变量时可以指定location，这里的location就对应了draw buffers数组中指定的color attachment的位置。

最后，还需要通过glDrawBuffers()设置draw buffers，这是干什么用的呢？就是告诉OpenGL，用于承载渲染的buffer是哪些，这里注意，虽然我们在glFramebufferTexture2D()中已经分别绑定了要渲染到的color attachment，但不是绑了多少它就对应渲染多少，而是还可以通过draw buffers来指定是哪些以及顺序，这样就更为灵活：

val attachments = intArrayOf(
    GL_COLOR_ATTACHMENT0, 
    GL_COLOR_ATTACHMENT1, 
    GL_COLOR_ATTACHMENT2)
val attachmentBuffer = IntBuffer.allocate(attachments.size)
attachmentBuffer.put(attachments)
attachmentBuffer.position(0)
glDrawBuffers(attachments.size, attachmentBuffer)

这样一来，fragment shader中的fragColor0、fragColor1、fragColor2就分别对应了GL_COLOR_ATTACHMENT0、GL_COLOR_ATTACHMENT1、GL_COLOR_ATTACHMENT2。

Tips：为什么我们在OpenGL ES 2.0中不需要设置draw buffers？因为默认就是GL_COLOR_ATTACHMENT0，如果强行设置成其它的也没有效果。

下面来看我们的例子：

#version 300 es
precision mediump float;
layout(location = 0) out vec4 fragColor0;
layout(location = 1) out vec4 fragColor1;
layout(location = 2) out vec4 fragColor2;
uniform sampler2D u_texture;
in vec2 v_textureCoordinate;
void main() {
    vec4 color = texture(u_texture, v_textureCoordinate);
    fragColor0 = vec4(1.0, color.g, color.b, color.a);
    fragColor1 = vec4(color.r, 1.0, color.b, color.a);
    fragColor2 = vec4(color.r, color.g, 1.0, color.a);
}

这里我将三个输颜色的R、G、B通道分别设成1以得成3种不同的效果，于是MRT渲染完之后，这3种效果就同时渲染到了frame buffer绑定的3个color attachment上，然后再把它们渲染出来看效果：

可以看到我们在一次渲染中同时把3种不同的效果渲染到了3个纹理上，这在一些场景下还是很有用的，可以有效地减少draw call次数。

代码在我github的OpenGLESPro项目中，本文对应的是SampleMultiRenderTarget，项目链接：github.com/kenneycode/…

感谢阅读！

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