【unity Shader 菜鸡教程】4-1 帧缓冲区

资源大湿 · 发表于 2022-9-21 17:23

帧缓冲区也叫帧缓存，是用于存放一帧中数据信息的容器。
游戏中常说的fps，也就是帧数，比如30/60帧，表示1秒需要绘制画面30/60次，次数越高，画面越流畅。

片断着色器在写入帧缓冲之前会进行一系列测试：Alpha测试、模板测试、深度测试…，这些测试决定当前像素是否需要写入帧缓冲。
片断着色器在写入帧缓冲之时，会进行一些运算操作:混合
帧缓冲有两种方式，单缓冲和双缓冲。
单缓冲，实际上就是将所有的绘图指令在窗口上执行，就是直接在窗口上绘图，这样的绘图效率是比较慢的，如果使用单缓冲，而电脑比较慢，你回到屏幕的闪烁。
双缓冲，实际上的绘图指令是在一个缓冲区完成，这里的绘图非常的快，在绘图指令完成之后，再通过交换指令把完成的图形立即显示在屏幕上，这就避免了出现绘图的不完整，同时效率很高。

帧缓冲区包括：

颜色缓冲区
深度缓冲区
模板缓冲区
自定义缓冲区

颜色缓冲区
用于存储每帧颜色信息的缓冲区
每个像素颜色由RGB组成，常见的是 ([0-255],[0-255],[0-255])，即 (2^8,2^8,2^8),也就是 (8bit,8bit,8bit),1个bit表示0或1。
转换
1 bit = 0 或 1
2 bit = 2^2 = 4
8 bit = 2^8 = 256 (1 byte 也就是1个字节)
16 bit = 2^16 = 65536 (64k色，2byte )
24 bit = 2^24 = 16777216 (24位真彩色，3byte) 存储大小
1 kb = 1024 byte
1 Mb = 1024 kb
假设一张 1920 * 1080 的 24 位图片，则占用显存为
1920 * 1080 * 3 byte / 1024 /1024 = 5.93 Mb清除缓冲
在unity中，通过修改相机的 Clear Flags 可以设置是否清除缓冲。不清除缓冲的情况下移动物体，会发现在屏幕上残留拖影。

在unity中，内部通过 Clear(color + Z + stencil) 来清理缓冲。
Frame Debugger

通过 Frame Debugger 面板，我们可以观察到场景内物体的渲染顺序、合批等细节

深度缓冲区
存储的是每个像素的深度值，通过深度缓冲区，我们可以进行深度测试（ZTest）。当启动深度测试时，片段像素深度值和深度缓冲区深度值进行比较，从而确定像素的遮挡关系,保证渲染正确，决定片段哪些像素点数据可以替换到颜色缓冲区中。
模板缓冲区
模板缓冲区可以为屏幕上的每个像素点保存一个无符号整数值，这个数值通常为[0-255]。通过修改、设置、对比这个模板值，可以保存或者丢弃像素。
ShaderLab：模板 - Unity 手册
看着其实很拗口，后续结合具体例子解析。比如遮罩效果。

参考：
[Unity Shader学习笔记] Unity缓冲区
OpenGL单缓冲与双缓冲的区别-腾讯游戏学堂
刘喆：Unity Shader 模板测试（Stencil）

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