python - OpenGL - 从不同角度渲染同一场景，无需重绘所有内容

Question

我有一个场景，我试图在各个方向上渲染(稍后在 OpenGL 之外缝合在一起)。

目前，为了创建每一帧，我将整个场景重绘了 4 次(前、右、后、左)。我可以以某种方式将 4 个立方体渲染在一起，而不需要重新绘制整个场景 4 次吗？

这是我使用的示例代码(具体来说，我使用 PyOpenGL - 但这并不重要):

import cv2
import numpy as np
from OpenGL.GL import *
from OpenGL.GLU import *
from OpenGL.GLUT import *
import glfw

# Draws some model (The real code draws a much more complicated model)
def draw_model():
    glBegin(GL_QUADS)
    glColor3f(1.0, 1.0, 1.0)
    glVertex(10, 10, 0); glVertex(10, 10, 3); glVertex(10, -10, 3); glVertex(10, -10, 0)

    glColor3f(1.0, 1.0, 0)
    glVertex(-10, 10, 0); glVertex(-10, 10, 3); glVertex(-10, -10, 3); glVertex(-10, -10, 0)

    glColor3f(1.0, 0, 1.0)
    glVertex(10, 10, 0); glVertex(10, 10, 3); glVertex(-10, 10, 3); glVertex(-10, 10, 0)

    glColor3f(0, 1.0, 0)
    glVertex(10, -10, 0); glVertex(10, -10, 3); glVertex(-10, -10, 3); glVertex(-10, -10, 0)
    glEnd()

# Reads the pixels to NP
def get_display_pixels(rendered_image_width, rendered_image_height):
    data = glReadPixels(0, 0, rendered_image_width, rendered_image_height, OpenGL.GL.GL_RGB, OpenGL.GL.GL_UNSIGNED_BYTE)
    return np.frombuffer(data, dtype=np.uint8).reshape(rendered_image_height, rendered_image_width, 3)[::-1]

DISPLAY_WIDTH = 900
DISPLAY_HEIGHT = 900

glfw.init()
glfw.window_hint(glfw.VISIBLE, False)
window = glfw.create_window(DISPLAY_WIDTH, DISPLAY_HEIGHT, "some window", None, None)
glfw.make_context_current(window)

gluPerspective(90, (DISPLAY_WIDTH / DISPLAY_HEIGHT), 0.01, 30)
glEnable(GL_TEXTURE_2D)
glEnable(GL_DEPTH_TEST)
glDepthFunc(GL_LEQUAL)

position = (0, 3, 1)
# Get cube 1
glPushMatrix()
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT)
gluLookAt(*position, 1, 4, 1, 0, 0, 1)
draw_model()
cube1 = get_display_pixels(DISPLAY_WIDTH, DISPLAY_HEIGHT)
glPopMatrix()

# Get cube 2
glPushMatrix()
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT)
gluLookAt(*position, 1, 2, 1, 0, 0, 1)
draw_model()
cube2 = get_display_pixels(DISPLAY_WIDTH, DISPLAY_HEIGHT)
glPopMatrix()

# Get cube 3
glPushMatrix()
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT)
gluLookAt(*position, -1, 2, 1, 0, 0, 1)
draw_model()
cube3 = get_display_pixels(DISPLAY_WIDTH, DISPLAY_HEIGHT)
glPopMatrix()

# Get cube 4
glPushMatrix()
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT)
gluLookAt(*position, -1, 4, 1, 0, 0, 1)
draw_model()
cube4 = get_display_pixels(DISPLAY_WIDTH, DISPLAY_HEIGHT)
glPopMatrix()

cv2.imwrite(r"C:\temp\image1.png", cube1)
cv2.imwrite(r"C:\temp\image2.png", cube2)
cv2.imwrite(r"C:\temp\image3.png", cube3)
cv2.imwrite(r"C:\temp\image4.png", cube4)

glfw.destroy_window(window)
glfw.terminate()

Answer 1

有多种方法可以同时渲染四个不同的 View ，例如 Layered Rendering ，但这仍然意味着几何着色器阶段之后的所有内容每层都会执行一次。当在顶点着色器阶段(或在曲面分割着色器)中完成大量工作时，这可以提高速度，但当瓶颈是像素填充率时，不会有太大变化。

没有办法在不进行任何重绘的情况下从不同的场景渲染相同的场景。整个光栅化(和裁剪等)在 NDC 空间中进行，通常是在应用 View 和投影矩阵之后，因此至少这些阶段必须在每个 View 中执行一次。

_{我也不确定分层渲染是否与您正在使用的旧版 OpenGL 兼容。固定功能管道十年来已被弃用，应尽可能避免。}