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OpenGL ES 模板測試
模板測試與深度測試類似，主要作用是利用模板緩衝區(Stencil Buffer)所保存的模板值決定當前片段是否被丟棄，且發生於深度測試之前。
圖片來源：https://learnopengl.com/Advanced-OpenGL/Stencil-testing
模板測試一般步驟：
- 啓用模板測試，開啓模板緩衝寫入
glStencilMask(0xFF)； - 執行渲染操作，更新模板緩衝區；
- 關閉模板緩衝寫入
glStencilMask(0x00)； - 執行渲染操作，利用模板緩衝區所保存的模板值確定是否丟棄特定片段。
啓用模板測試 glEnable(GL_STENCIL_TEST);, 清空模板緩衝區 glClear( GL_STENCIL_BUFFER_BIT);。
控制模板緩衝區是否可以進行寫入：
// 0xFF == 0b11111111
// 模板值與它進行按位與運算結果是模板值，模板緩衝可寫
glStencilMask(0xFF);
// 0x00 == 0b00000000 == 0
// 模板值與它進行按位與運算結果是0，模板緩衝不可寫
glStencilMask(0x00);
模板測試的配置函數 glStencilFunc 和 glStencilOp。
void glStencilFunc(GLenum func, GLint ref, GLuint mask);
- func：設置模板測試操作。這個測試操作應用到已經儲存的模板值和
glStencilFunc的 ref 值上，可用的選項是：
GL_NEVER、GL_LEQUAL、GL_GREATER、GL_GEQUAL、GL_EQUAL、GL_NOTEQUAL、GL_ALWAYS ; - ref：指定模板測試的引用值。模板緩衝區中的模板值會與這個值對比;
- mask：指定一個遮罩，在模板測試對比引用值和儲存的模板值前，對它們進行按位與（and）操作，初始設置爲 1 。
glStencilFunc(GL_EQUAL, 1, 0xFF);
// 表示當一個片段模板值等於(GL_EQUAL)引用值1，片段就能通過測試被繪製了，否則就會被丟棄。
glStencilFunc(GL_ALWAYS, 1, 0xFF);
// 表示所有片段模板測試總是通過。
glStencilOp 主要用於控制更新模板緩衝區的方式。
void glStencilOp(GLenum sfail, GLenum dpfail, GLenum dppass);
- sfail： 如果模板測試失敗將如何更新模板值;
- dpfail： 如果模板測試通過，但是深度測試失敗時將如何更新模板值;
- dppass： 如果深度測試和模板測試都通過，將如何更新模板值。
參數可選操作：
| 操作 | 描述 |
|---|---|
| GL_KEEP | 保持現有的模板值 |
| GL_ZERO | 將模板值置爲 0 |
| GL_REPLACE | 將模板值設置爲用 glStencilFunc 函數設置的ref值 |
| GL_INCR | 如果模板值不是最大值就將模板值 +1 |
| GL_INCR_WRAP | 與 GL_INCR 一樣將模板值 +1 ，如果模板值已經是最大值則設爲 0 |
| GL_DECR | 如果模板值不是最小值就將模板值 -1 |
| GL_DECR_WRAP | 與 GL_DECR 一樣將模板值 -1 ，如果模板值已經是最小值則設爲最大值 |
| GL_INVERT | 按位反轉當前模板緩衝區的值 |
繪製物體輪廓是模板測試的常見應用，其步驟一般如下：
- 啓動深度測試和模板測試，清空模板緩衝和深度緩衝；
- 在繪製物體前，設置
glStencilFunc(GL_ALWAYS, 1, 0xFF);，用 1 更新物體將被渲染的片段對應的模板值； - 渲染物體，寫入模板緩衝區；
- 關閉模板寫入和深度測試；
- 將物體放大一定比例；
- 使用一個不同的片段着色器用來輸出一個純顏色（物體輪廓顏色）；
- 再次繪製物體，設置
glStencilFunc(GL_NOTEQUAL, 1, 0xFF)當片段的模板值不爲 1 時，片段通過測試進行渲染； - 開啓模板寫入和深度測試。
關鍵實現的代碼片段：
//啓動深度測試和模板測試，清空模板和深度緩衝
glClear(GL_STENCIL_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
glEnable(GL_STENCIL_TEST);
glStencilFunc(GL_ALWAYS, 1, 0xFF); //所有片段都要寫入模板緩衝
glStencilOp(GL_KEEP, GL_KEEP, GL_REPLACE);//若模板測試和深度測試都通過了，將片段對應的模板值替換爲1
glStencilMask(0xFF);
//繪製物體
glBindVertexArray(m_VaoId);
glUseProgram(m_ProgramObj);
glUniform3f(m_ViewPosLoc, 0.0f, 0.0f, 3.0f);
glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, m_TextureId);
glUniform1i(m_SamplerLoc, 0);
UpdateMatrix(m_MVPMatrix, m_ModelMatrix, m_AngleX, m_AngleY , 1.0, glm::vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f), ratio);
glUniformMatrix4fv(m_MVPMatLoc, 1, GL_FALSE, &m_MVPMatrix[0][0]);
glUniformMatrix4fv(m_ModelMatrixLoc, 1, GL_FALSE, &m_ModelMatrix[0][0]);
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 36);
glBindVertexArray(0);
glStencilFunc(GL_NOTEQUAL, 1, 0xFF);//當片段的模板值不爲 1 時，片段通過測試進行渲染
//禁用模板寫入和深度測試
glStencilMask(0x00);
glDisable(GL_DEPTH_TEST);
//繪製物體輪廓
glBindVertexArray(m_VaoId);
glUseProgram(m_OutlineProgramObj);
//放大 1.05 倍
UpdateMatrix(m_MVPMatrix, m_ModelMatrix, m_AngleX, m_AngleY, 1.05, glm::vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f), ratio);
glUniformMatrix4fv(m_MVPMatLoc, 1, GL_FALSE, &m_MVPMatrix[0][0]);
glUniformMatrix4fv(m_ModelMatrixLoc, 1, GL_FALSE, &m_ModelMatrix[0][0]);
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 36);
glBindVertexArray(0);
//開啓模板寫入和深度測試
glStencilMask(0xFF);
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
glDisable(GL_STENCIL_TEST);
另外需要注意，在使用 GLSurfaceView 時，新的 API 默認沒有配置模板緩衝區，需要使用 setEGLConfigChooser 配置模板緩衝區。
public MyGLSurfaceView(Context context, AttributeSet attrs) {
super(context, attrs);
this.setEGLContextClientVersion(2);
mGLRender = new MyGLRender();
/*If no setEGLConfigChooser method is called,
then by default the view will choose an RGB_888 surface with a depth buffer depth of at least 16 bits.*/
setEGLConfigChooser(8, 8, 8, 8, 16, 16);//最後 2 個參數表示分別配置 16 位的深度緩衝區和模板緩衝區
setRenderer(mGLRender);
setRenderMode(RENDERMODE_WHEN_DIRTY);
}
利用模板測試繪製物體輪廓效果圖：
實現代碼路徑：
NDK_OpenGLES_3_0
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