【问题标题】:Kivy FBO access Z BufferKivy FBO 访问 Z 缓冲区
【发布时间】:2018-05-05 17:34:26
【问题描述】:

在 kivy 中创建 fbo 时,它接受 "with_depthbuffer" 作为参数。在文档中,它说这将导致 fbo 被分配一个 z 缓冲区。我想尝试使用它来制作灯光效果。

我的问题是,我在哪里可以找到和使用该缓冲区? 我可以选择清除它,但查看源代码并没有帮助。 我注意到 fbo.texture 有一个 bufferfmt 属性。深度缓冲区是否存储在图像纹理中?我可以在 glsl 中访问它以获取像素的深度吗?

提前致谢

编辑:

我找到了一种保存深度信息的“hacky”方法,方法是将 gl_FragColor 分配给 vec4(lambert_value, -1.0 / vertex_pos.z, 1.0, 1.0) 并在后处理中使用这些值。但显然我不能在实际应用中使用它

编辑:

好的,所以我想我想出的临时方法似乎非常准确。

我访问了这个页面:https://github.com/kivy/kivy/blob/master/kivy/graphics/fbo.pyx 在第 230 行,如果 with_depthbuffer == True,则绑定渲染缓冲区。

我查看了渲染缓冲区是什么,显然它们只能在当前着色器通道中使用。这意味着我从 fbo 获取这些信息的目标行不通。

然后我意识到我永远不需要从相机的角度来看的深度信息,只需要光线。所以我只是使用灯光的着色器生成深度信息。我觉得我好笨。但事情就是这样发展的。我想我可以弄清楚这一点。我将继续更新此页面,以便提供更多信息。感谢阅读

如果您想对其进行测试,只需单击/拖动以更改灯光位置。 还有一些注释行使用我的临时方法来保存深度信息,这样你就可以看到我想要做什么。 您还需要某种目标文件,我使用了搅拌机猴子

main.py

post_shader = '''
#ifdef GL_ES
precision highp float;
#endif

/* Outputs from the vertex shader */
varying vec4 frag_color;
varying vec2 tex_coord0;

/* uniform texture samplers */
uniform sampler2D texture0;

uniform vec2 mouse_pos;

void main(void)
{
    float distance = length(gl_FragCoord.xy - mouse_pos) * .02;
    vec4 pixel = texture2D(texture0, tex_coord0);
    vec3 color = pixel.rgb / distance;
    gl_FragColor = vec4(color, 1.0);

    // uncomment for desired results
    // float brightness = clamp(pixel.r / distance, .1, .8) * pixel.g;
    // gl_FragColor = vec4(brightness, brightness, brightness, 1.0);
}
'''


from kivy.app import App
from kivy.clock import Clock
from kivy.core.window import Window
from kivy.uix.widget import Widget
from kivy.resources import resource_find
from kivy.uix.floatlayout import FloatLayout
from kivy.graphics.opengl import *
from kivy.graphics import *
from objloader import ObjFile


class Renderer(Widget):
    def __init__(self, **kwargs):
        self.canvas = RenderContext(use_parent_projection=True)
        # self.canvas.shader.fs = resource_find('post_shader.glsl')
        self.canvas.shader.fs = post_shader

        scene = ObjFile(resource_find("Models/monkey.obj"))
        m = list(scene.objects.values())[0]

        self.z_pos = 0
        self.d = 1

        super(Renderer, self).__init__(**kwargs)

        with self.canvas:
            self.fbo = Fbo(compute_normal_matrix=True,
                           with_depthbuffer=True)
            self.fbo.shader.source = resource_find('simple.glsl')
            self.display = Rectangle()

        with self.fbo:
            self.cb = Callback(self.setup_gl_context)
            ClearColor(1, 0, 0, 0)
            ClearBuffers(clear_depth=True)

            PushMatrix()
            self.translation = Translate(0, 0, -3)
            self.rot = Rotate(1, 0, 1, 0)

            UpdateNormalMatrix()
            Color(rgb=(0, 0, 0))
            self.mesh = Mesh(vertices=m.vertices,
                             indices=m.indices,
                             fmt=m.vertex_format,
                             mode='triangles')

            PopMatrix()
            self.cb = Callback(self.reset_gl_context)

        self.display.texture = self.fbo.texture

        Clock.schedule_interval(self.update, 1 / 60.)

    def setup_gl_context(self, *args):
        glEnable(GL_DEPTH_TEST)
        glEnable(GL_CULL_FACE)

    def reset_gl_context(self, *args):
        glDisable(GL_DEPTH_TEST)
        glDisable(GL_CULL_FACE)

    def on_touch_move(self, touch):
        self.canvas['mouse_pos'] = touch.pos

    def update(self, dt):
        self.z_pos += self.d * dt
        if self.d > 0:
            if self.z_pos > -2:
                self.d *= -1
        elif self.z_pos < -15:
            self.d *= -1
        self.translation.z = self.z_pos
        self.rot.angle += dt * 10

    def on_size(self, *args):
        self.display.size = self.size
        self.fbo['projection_mat'].perspective(90, self.width / float(self.height), .1, 25)


class RendererApp(App):
    def build(self):
        root = FloatLayout()
        root.add_widget(Renderer())

        return root


if __name__ == "__main__":
    RendererApp().run()

simple.glsl

/* simple.glsl

simple diffuse lighting based on laberts cosine law; see e.g.:
    http://en.wikipedia.org/wiki/Lambertian_reflectance
    http://en.wikipedia.org/wiki/Lambert%27s_cosine_law
*/

---VERTEX SHADER-------------------------------------------------------
#ifdef GL_ES
    precision highp float;
#endif

attribute vec3  v_pos;
attribute vec3  v_normal;

uniform mat4 modelview_mat;
uniform mat4 projection_mat;

varying vec4 normal_vec;
varying vec4 vertex_pos;

void main (void) {
    //compute vertex position in eye_space and normalize normal vector
    vec4 pos = modelview_mat * vec4(v_pos,1.0);
    vertex_pos = pos;
    normal_vec = vec4(v_normal, 0.0);
    gl_Position = projection_mat * pos;
}


---FRAGMENT SHADER-----------------------------------------------------
#ifdef GL_ES
    precision highp float;
#endif

varying vec4 normal_vec;
varying vec4 vertex_pos;

uniform mat4 normal_mat;

void main (void){
    //correct normal, and compute light vector (assume light at the eye)
    vec4 v_normal = normalize( normal_mat * normal_vec ) ;
    vec4 v_light = normalize( vec4(0,0,0,1) - vertex_pos );
    //reflectance based on lamberts law of cosine
    float theta = clamp(dot(v_normal, v_light), 0.0, 1.0);

    gl_FragColor = vec4(theta, theta, theta, 1.0);

//    uncomment for desired results
//    gl_FragColor = vec4(theta, -3.0 / vertex_pos.z, 1.0, 1.0);
}

【问题讨论】:

    标签: 3d glsl kivy buffer lighting


    【解决方案1】:

    我也尝试从 fbo 获取深度图以制作阴影贴图,但没有获取深度图的功能。我认为我们可以编辑源并创建一个函数以从 fbo 获取深度图....我编辑了源但 kivy 源文件已编译,因此我们也需要对其进行编译....我还在 kivy 中制作游戏引擎,其中包含对象加载、纹理加载、着色器、动画实时、法线贴图、碰撞系统(从头开始)和多光系统...这里是链接:https://youtu.be/K5gTYC7sLVc ....我认为我们可以让kivy变得更好,这对许多愿意用python开发游戏并想出口到移动平台的python开发者会有帮助。 .

    【讨论】:

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