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全屏反锯齿 - 多重采样Ⅱ

2009-5-3 19:50:7 | 发布:zwqxin

实现无关shader编写的全屏反走样的扩展，全名叫WGL_ARB_multisample。关键字1，ARB，说明它真是扩展（别打~）；关键字2，WGL，说明它并非一般的扩展。锯齿，或者，早已把此扩展忘记了吧。本为下篇，有意者可先看上篇，请点：[全屏反锯齿 - 多重采样Ⅰ] 。——ZwqXin.com

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      原文地址：http://www.zwqxin.cn/archives/opengl/antialiasing-multi-sample-2.html

如果你的程序INCLUDE目录里面只有glew.h或者glext.h，你是用不起这个扩展的。它属于ARB委员会的闲置物，因此才会被安排在wglew.h或者wglext.h里的吧。是不是呢？请好心人路过告知。总之，要使用这个扩展，两道。1.程序包含wglew.h，并拥有glew32.lb库文件（与glew.h不同，wglew.h不必要置于gl.h之前，本扩展也没看到需要Initglew()之类的初始化函数）；2.程序包含wglext.h......恩，貌似只需要wglext.h就可。

另外，当时发现本扩展存在EXT版本，惊喜之余专门用了一下，发现是无法用的。用opengl extension viewer看了看，本显卡支持的EXT扩展里没有这个的EXT版本，而且貌似其他显卡也没有。只有用WGL_ARB_multisample了。（ARB与EXT是哪门子区别？可求助GOOGLE大神，通俗点说是一个不能直接用，一个可以。见下所述。）

参考NEHE #46，弄了一个类。最初是想封装得好点的，但后来发现这难度大，因为使用该扩展的位置是程序初始化之前——屏幕像素设置，DC，RC设置的地方。好吧，还是先说这个类：

  1. class MultiSample  
  2. {
  3. public:
  4.     MultiSample();
  5.     ~MultiSample();
  6.  
  7.     bool InitMultiSample(HWND hwnd);
  8.     bool ExtentionSurpported(){ return multisampleSupportted;}
  9.  
  10.     int GetMultiSampleFormat(){ return MultiSampleFormat;}
  11.     void SetMultiSample(UINT sample){Multisample = sample; }
  12.  
  13.     UINT GetSupportedFormatNum(){ return numofFormats;}
  14.     int GetSupportedFormats(UINT i){ return i < numofFormats ? pixelformat[i] : 0;}
  15.  
  16. private:
  17.     bool WGLisExtensionSupported(const char *extension);
  18.  
  19.     UINT Multisample;
  20.     bool multisampleSupportted;
  21.     int MultiSampleFormat;
  22.     UINT numofFormats;
  23.     int pixelformat[20];
  24. };

最重要的函数是InitMultiSample()，它完成了“全屏反走样必要的设置”，更准确地说，它给下面列出的私有成员变量赋值了。这些变量中最重要的——也是本扩展所需要的东西和最后给出的东西：输入Multisample，输出MultiSampleFormat。前者就是我们要告诉扩展的采样参数，譬如4代表4X，8代表8X等等（详见[全屏反锯齿 - 多重采样Ⅰ] ）；后者就是：像素格式。

恩，没错，最后要的就是像素格式。就是我们在初始化OPENGL窗口设置时用来设置渲染窗口像素的模式的那样东西。（详细见[自剖一下自己用的NEHE OpenGL框架(下篇)] 。）作用的话，接下来再探讨，先来看看这个UINT“像素格式”是怎么得到的：

  1. bool MultiSample::InitMultiSample(HWND hwnd)
  2. {
  3.     multisampleSupportted = WGLisExtensionSupported("WGL_ARB_multisample");
  4.  
  5.     if(!multisampleSupportted)return false;
  6.  
  7.     PFNWGLCHOOSEPIXELFORMATARBPROC wglChoosePixelFormatARB = (PFNWGLCHOOSEPIXELFORMATARBPROC)wglGetProcAddress("wglChoosePixelFormatARB");
  8.  
  9.     HDC hdc = ::GetDC(hwnd);
  10.  
  11.     float   fAttributes[] = {0,0};
  12.     int iAtributes[] = 
  13.     {
  14.         WGL_DRAW_TO_WINDOW_ARB, GL_TRUE,
  15.         WGL_SUPPORT_OPENGL_ARB, GL_TRUE,
  16.         WGL_ACCELERATION_ARB, WGL_FULL_ACCELERATION_ARB,
  17.         WGL_COLOR_BITS_ARB, 24,
  18.         WGL_ALPHA_BITS_ARB, 8,
  19.         WGL_DEPTH_BITS_ARB, 16,
  20.         WGL_STENCIL_BITS_ARB, 0,
  21.         WGL_DOUBLE_BUFFER_ARB, GL_TRUE,
  22.         WGL_SAMPLE_BUFFERS_ARB, GL_TRUE,
  23.         WGL_SAMPLES_ARB, Multisample,   
  24.         0,0
  25.     };
  26.  
  27.    if(!wglChoosePixelFormatARB(hdc, iAtributes, fAttributes, 20 , pixelformat, &numofFormats))
  28.    {
  29.        multisampleSupportted = false;
  30.        return false;
  31.    }
  32.    if(numofFormats <= 0)return false;
  33.  
  34.    MultiSampleFormat = pixelformat[0];
  35.    return true;
  36. }

本函数接受一个表征窗口的句柄，并接下来从该句柄得出绘图环境DC。这是本扩展第2个需要知道的东西：产生新像素格式必然要先了解绘图环境。multisampleSupportted返回你的显卡是否支持本WGL扩展，WGLisExtensionSupported是直接从NEHE46那里拿来的。然后我们来获取本ARB扩展功能函数：wglChoosePixelFormatARB的“实体”，获取后我们就能用了。用的方法无非是输入-输出。我们输入绘图环境DC，还有一个iAtributes数组指针，一个fAttributes数组指针。fAttributes只是单纯的0数组，我不知道其他值会有什么效果，只知道这里只需要float类型的0数组就够了，或者NULL，我尝试过，也可以的。至于iAtributes，可是戏玉！

它很明显在设置类似PIXELFORMATDESCRIPTOR（像素描述器，见[自剖一下自己用的NEHE OpenGL框架(下篇)）的东西，告诉wglChoosePixelFormatARB函数，我们所需要的像素格式的模样，譬如彩色通道位数，是否使用双缓冲等等（注意数组内是：“属性，值”的格式），然后由它去设置新的像素格式。值得注意的是WGL_SAMPLE_BUFFERS_ARB和WGL_SAMPLES_ARB。根据opengl官方给出的的本扩展的文档，前者表明新增一个缓冲（缓存），叫“多重采样缓冲”（如何？），该缓冲启用下，传统5大缓冲中的3个将会失效，只有颜色缓冲和辅助缓冲能继续。是不是因为多重采样缓冲其实包含了这些了呢？文档没兴致看仔细，算了。启用该缓冲，并把WGL_SAMPLES_ARB设置为我们需要的采样参数后，就能用它来描述像素格式了。

像素格式，其实表面上看就是一个简单的UINT，真正的含义只有SetPixelFormat函数才知道。wglChoosePixelFormatARB接收输入后，输出满足要求的像素格式（用UINT表示），我把这些满足的像素格式扔进成员数组pixelformat里了，并规定最多接收20个，numofFormats是实际满足的个数。我做过试验的，其他像素属性按上，1X的不算，2X下共有16种像素格式可以满足（UINT为20，24，28~64）；3X~4X，共有12种满足；5X~8X，8种；9X~16X，4种；16X以上，0种。由此一来说明本显卡确实最多支持16X，二来印证上篇所言，只有2的N次方的采样参数有用（中间那些都被默认向大者靠了）。

函数最后让输出的像素格式取第一个有用的（最准确满足的）像素格式。

看MainFrame里的像素格式设置部分（OnCreateClient函数），在两个地方作了代码添加：

  1. BOOL CMainFrame::OnCreateClient(LPCREATESTRUCT lpcs, CCreateContext* pContext)
  2. {
  3. //.........常规的像素格式描述器设置
  4. //.........
  5.     if(!SecondWindowCreate)
  6.     {
  7.         if ( !( PixelFormat = ChoosePixelFormat ( m_hDC, &pfd ) ) ) {
  8.             KillGLWindow ();    
  9.             MessageBox ( "Can't Find A Suitable PixelFormat.", "ERROR", MB_OK | MB_ICONEXCLAMATION );
  10.             return FALSE;                                               
  11.         }
  12.     }
  13.     else    
  14.         PixelFormat = MultiSampleFormat;
  15.         
  16.         if ( !SetPixelFormat ( m_hDC, PixelFormat, &pfd ) ){
  17.             KillGLWindow ();
  18.             MessageBox ( "Can't Set The PixelFormat.", "ERROR", MB_OK | MB_ICONEXCLAMATION );
  19.             return FALSE;                                               
  20.         }
  21.  
  22. //.........DC，RC关联设置
  23. //..........
  24.     if(SecondWindowCreate)
  25.     {
  26.         if (MessageBox("渲染一堆三角形(YES)  渲染几个一般几何模型(NO)", 
  27.                        "RederTest Selection",MB_YESNO|MB_ICONQUESTION)==IDYES)
  28.             RenderOb=FALSE;     
  29.         else 
  30.                         RenderOb = TRUE;
  31.     }
  32.     else
  33.     {
  34.         MutiSampleSelectDlg MSdLG;
  35.         if(MSdLG.DoModal() == IDOK)
  36.         {
  37.          MultiSample = MSdLG.GetMultiSample();
  38.          Multisam.SetMultiSample(MultiSample);
  39.  
  40.          Multisam.InitMultiSample(m_hWnd);
  41.          PixelFormat = Multisam.GetMultiSampleFormat();
  42.          return bRet;
  43.         }
  44.     }
  45. //.....
  46. //....初始化....
  47. }   

SecondWindowCreate是CMAINFRAME的成员函数，顾名思义，就是表明OnCreateClient函数要执行两次。SecondWindowCreate为FALSE的时候，按照原设置来设置像素格式。然后关联好RC后，调用InitMultiSample，接收当前opengl渲染窗口（原窗口）句柄和从某对话框（我弄的）得来的采样参数，得出的像素格式存入CMAINFRAME另一成员函数PixelFormat里。不必初始化直接返回。

注意，返回后，我会保存生成的PixelFormat，然后把这个刚刚建立的窗口（原窗口）——连显示都不让它显示，直接让它夭折。重新建一个CMAINFRAME对象，生成新窗口，让SecondWindowCreate为TRUE，并把刚才的PixelFormat交给它。好了，第二次来到OnCreateClient，直接用支持多重采样的PixelFormat去SetPixelFormat()，一路下去。

这是因为只有原来的RC建立好后，wglChoosePixelFormatARB才能知道当前有哪些像素格式适合吧。是不方便但也没办法。对了，最后再看一下夭折-再生的处理在我的NEHE框架里怎么改吧，是在APP类的InitInstance函数里（不改动前的，可见[自剖一下自己用的NEHE OpenGL框架(中篇)] ）：

  1. BOOL CAntialiasing_MultiSampleApp::InitInstance()
  2. {
  3.     // Standard initialization
  4.  
  5.     // Change the registry key under which our settings are stored.
  6.  
  7.     // TODO: You should modify this string to be something appropriate
  8.     // such as the name of your company or organization.
  9.     SetRegistryKey(_T("Local AppWizard-Generated Applications"));
  10.  
  11.     // To create the main window, this code creates a new frame window
  12.     // object and then sets it as the application's main window object.
  13.  
  14.     m_pMainWnd = NULL;
  15.     CMainFrame* pFrame = new CMainFrame;
  16.     pFrame->CreateWindowSecondTime(false);
  17.  
  18.     if (!pFrame->Create(NULL,"MFC OpenGL"))
  19.         return FALSE;
  20.  
  21.     int MultiSampleFormat = pFrame->GetMultiSampleFormat();
  22.  
  23.     pFrame->DestroyWindow();
  24.     //delete pFrame;
  25.  
  26.     pFrame = new CMainFrame;
  27.     pFrame->CreateWindowSecondTime(true);
  28.     pFrame->SetMultiSampleFormat(MultiSampleFormat);
  29.  
  30.     if (!pFrame->Create(NULL,"MFC OpenGL"))
  31.         return FALSE;
  32.  
  33.     m_pMainWnd = pFrame;
  34.     pFrame->ShowWindow(m_nCmdShow);
  35.     pFrame->UpdateWindow();
  36.  
  37.     return TRUE;
  38. }

在下对MFC不熟，中间那里为什么无法DELETE掉呢？好了，看结果吧：

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(场景1是用了NEHE #46里的旋转矩形场景。设置为1X时，可见基本跟不设置差不多的，边缘锯齿严重)
全屏反锯齿 ---www.zwqxin.com
(设置为4X时，边缘锯齿还是明显的，但稍微不那么严重了吧)
全屏反锯齿 ---www.zwqxin.com
(设置为16X时，边缘锯齿效应基本上消除了哦)
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(16X时，再来一张，很好哦。效率呢？这么多次采样平滑，肯定会下降的，但因为场景简单+偶家显卡比较好，所以FPS没有下降)
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(自家的场景2，模型边缘，在1X下的严重锯齿)
全屏反锯齿 ---www.zwqxin.com
(自家的场景2，模型边缘，在16X下的锯齿现象消解)


本日志demo放出：AntialiasingMultiSampleDemobYzwqxin.rar
DEMO使用了扩展,需要下载glew库到指定目录，下载见此：OpenGL常用的库

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Tags: OpenGL  扩展  Demo  代码  
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  • quote 1.croma
  • 太好了 我今天剛好在試做 OpenGL Super Bible 這個章節 可以跟大家討論一下

    >它屬於ARB委員會的閒置物，因此才會被安排在wglew.h或者wglext.h裡的吧。是不是呢？請好心人路過告知

    其實 wglew.h 放的是跟 windows 有關係的 ARB 函數延伸 因為微軟的私心所以這方面的支援很差 畢竟 linux or Mac 上用 glew 是用不到這些啟動函數的所以沒有 linux 與 mac 的對應函數


    >在下對MFC不熟，中間那裡為什麼無法DELETE掉呢？

    @@" 怪了我記得 CMainFrame 是不能 new 的 你把 protected 拿掉了嗎? 我今天用 CWnd 的物件做是可以的 我把發到板主的信箱摟 我們討論一下
  • 2009-10-23 20:27:22 回复该留言
  • quote 2.kigskylgt
  • 哇好文啊。。。。我就对那个为什么要创建2次销毁一次不是很理解 看完以后豁然开朗啊。而且吧其他函数解释的那么好 真是好文好文。牛人啊~~~
  • 2009-11-23 21:34:40 回复该留言
  • quote 3.d3
  • 请问我怎么运行不了你的程序啊？对话框选了倍数后，就结束程序了，该如何？
    谢谢！我的邮箱linghaoduan@yahoo.cn
  • 2010-9-9 14:33:05 回复该留言

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