OpenGL ES 2.0 中的抗锯齿？

Question

有没有办法在 OpenGL ES 2.0 中实现抗锯齿技术？我看了看，发现的方法很少，但输出没有变化。

在最坏的情况下，我计划实现多通道渲染，通过显示每个像素周围像素的平均颜色来平滑片段着色器中的边缘，但这会消耗更多的 GPU 性能。

有什么建议吗？

Answer 1

很多设备都支持 MSAA（多采样抗锯齿）。要利用此功能，您必须选择具有多重采样的EGLConfig。

在 Android 上，如果您使用 GLSurfaceView，则必须实现自己的 EGLConfigChooser。然后您可以使用 EGL 函数，尤其是 eglChooseConfig() 来找到您喜欢的配置。

以下代码未经测试，但至少应该概述如何实现。在您的GLSurfaceView 派生类的构造函数中，在调用setRenderer()之前，添加：

setEGLConfigChooser(new MyConfigChooser());

然后实现MyConfigChooser。您可以在 GLSurfaceView 中将其设为嵌套类：

class MyConfigChooser implements GLSurfaceView.EGLConfigChooser {
    @Override
    public EGLConfig chooseConfig(EGL10 egl, EGLDisplay display) {
        int attribs[] = {
            EGL10.EGL_LEVEL, 0,
            EGL10.EGL_RENDERABLE_TYPE, 4,  // EGL_OPENGL_ES2_BIT
            EGL10.EGL_COLOR_BUFFER_TYPE, EGL10.EGL_RGB_BUFFER,
            EGL10.EGL_RED_SIZE, 8,
            EGL10.EGL_GREEN_SIZE, 8,
            EGL10.EGL_BLUE_SIZE, 8,
            EGL10.EGL_DEPTH_SIZE, 16,
            EGL10.EGL_SAMPLE_BUFFERS, 1,
            EGL10.EGL_SAMPLES, 4,  // This is for 4x MSAA.
            EGL10.EGL_NONE
        };
        EGLConfig[] configs = new EGLConfig[1];
        int[] configCounts = new int[1];
        egl.eglChooseConfig(display, attribs, configs, 1, configCounts);

        if (configCounts[0] == 0) {
            // Failed! Error handling.
            return null;
        } else {
            return configs[0];
        }
    }
}

您显然希望替换配置所需的特定值。实际上，使用一小组严格必要的属性调用eglChooseConfig() 会更加健壮，让它枚举与这些属性匹配的所有配置，然后实现您自己的逻辑以从中选择最好的。 eglChooseConfig() 的定义行为已经有点奇怪了（参见 documentation），并且不知道 GPU 供应商如何实现它。

在 iOS 上，您可以在 GLKView 上设置此属性以启用 4x MSAA：

[view setDrawableMultisample: GLKViewDrawableMultisample4X];

您可以考虑其他抗锯齿方法：

• 超级采样：在每个方向上渲染为最终渲染表面大小的倍数（通常是两倍）的纹理，然后对其进行下采样。这会占用大量内存，并且开销很大。但是，如果它符合您的性能要求，那么质量将非常出色。
• 老派：以轻微偏移多次渲染帧，然后平均帧。这通常在 OpenGL 早期使用累积缓冲区完成。累积缓冲区已过时，但您可以对 FBO 做同样的事情。有关该方法的说明，请参见原始Red Book 中“帧缓冲区”下的“场景抗锯齿”部分。

Answer 2

在 Android 平台上，您可以从 GDC 2011 下载此 OpenGL demo apps 源代码：它包含许多最佳实践并向您展示如何进行多重采样，包括覆盖抗锯齿。

你需要做的只是自定义GLSurfaceView.EGLConfigChooser并设置这个选择器：

// Set this chooser before calling setRenderer()
setEGLConfigChooser(new MultisampleConfigChooser());
setRenderer(mRenderer);

MultisampleConfigChooser.java 示例代码如下：

package com.example.gdc11;

import javax.microedition.khronos.egl.EGL10;
import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig;
import javax.microedition.khronos.egl.EGLDisplay;

import android.opengl.GLSurfaceView;
import android.util.Log;

// This class shows how to use multisampling. To use this, call
//   myGLSurfaceView.setEGLConfigChooser(new MultisampleConfigChooser());
// before calling setRenderer(). Multisampling will probably slow down
// your app -- measure performance carefully and decide if the vastly
// improved visual quality is worth the cost.
public class MultisampleConfigChooser implements GLSurfaceView.EGLConfigChooser {
    static private final String kTag = "GDC11";
    @Override
    public EGLConfig chooseConfig(EGL10 egl, EGLDisplay display) {
        mValue = new int[1];

        // Try to find a normal multisample configuration first.
        int[] configSpec = {
                EGL10.EGL_RED_SIZE, 5,
                EGL10.EGL_GREEN_SIZE, 6,
                EGL10.EGL_BLUE_SIZE, 5,
                EGL10.EGL_DEPTH_SIZE, 16,
                // Requires that setEGLContextClientVersion(2) is called on the view.
                EGL10.EGL_RENDERABLE_TYPE, 4 /* EGL_OPENGL_ES2_BIT */,
                EGL10.EGL_SAMPLE_BUFFERS, 1 /* true */,
                EGL10.EGL_SAMPLES, 2,
                EGL10.EGL_NONE
        };

        if (!egl.eglChooseConfig(display, configSpec, null, 0,
                mValue)) {
            throw new IllegalArgumentException("eglChooseConfig failed");
        }
        int numConfigs = mValue[0];

        if (numConfigs <= 0) {
            // No normal multisampling config was found. Try to create a
            // converage multisampling configuration, for the nVidia Tegra2.
            // See the EGL_NV_coverage_sample documentation.

            final int EGL_COVERAGE_BUFFERS_NV = 0x30E0;
            final int EGL_COVERAGE_SAMPLES_NV = 0x30E1;

            configSpec = new int[]{
                    EGL10.EGL_RED_SIZE, 5,
                    EGL10.EGL_GREEN_SIZE, 6,
                    EGL10.EGL_BLUE_SIZE, 5,
                    EGL10.EGL_DEPTH_SIZE, 16,
                    EGL10.EGL_RENDERABLE_TYPE, 4 /* EGL_OPENGL_ES2_BIT */,
                    EGL_COVERAGE_BUFFERS_NV, 1 /* true */,
                    EGL_COVERAGE_SAMPLES_NV, 2,  // always 5 in practice on tegra 2
                    EGL10.EGL_NONE
            };

            if (!egl.eglChooseConfig(display, configSpec, null, 0,
                    mValue)) {
                throw new IllegalArgumentException("2nd eglChooseConfig failed");
            }
            numConfigs = mValue[0];

            if (numConfigs <= 0) {
                // Give up, try without multisampling.
                configSpec = new int[]{
                        EGL10.EGL_RED_SIZE, 5,
                        EGL10.EGL_GREEN_SIZE, 6,
                        EGL10.EGL_BLUE_SIZE, 5,
                        EGL10.EGL_DEPTH_SIZE, 16,
                        EGL10.EGL_RENDERABLE_TYPE, 4 /* EGL_OPENGL_ES2_BIT */,
                        EGL10.EGL_NONE
                };

                if (!egl.eglChooseConfig(display, configSpec, null, 0,
                        mValue)) {
                    throw new IllegalArgumentException("3rd eglChooseConfig failed");
                }
                numConfigs = mValue[0];

                if (numConfigs <= 0) {
                  throw new IllegalArgumentException("No configs match configSpec");
                }
            } else {
                mUsesCoverageAa = true;
            }
        }

        // Get all matching configurations.
        EGLConfig[] configs = new EGLConfig[numConfigs];
        if (!egl.eglChooseConfig(display, configSpec, configs, numConfigs,
                mValue)) {
            throw new IllegalArgumentException("data eglChooseConfig failed");
        }

        // CAUTION! eglChooseConfigs returns configs with higher bit depth
        // first: Even though we asked for rgb565 configurations, rgb888
        // configurations are considered to be "better" and returned first.
        // You need to explicitly filter the data returned by eglChooseConfig!
        int index = -1;
        for (int i = 0; i < configs.length; ++i) {
            if (findConfigAttrib(egl, display, configs[i], EGL10.EGL_RED_SIZE, 0) == 5) {
                index = i;
                break;
            }
        }
        if (index == -1) {
            Log.w(kTag, "Did not find sane config, using first");
        }
        EGLConfig config = configs.length > 0 ? configs[index] : null;
        if (config == null) {
            throw new IllegalArgumentException("No config chosen");
        }
        return config;
    }

    private int findConfigAttrib(EGL10 egl, EGLDisplay display,
            EGLConfig config, int attribute, int defaultValue) {
        if (egl.eglGetConfigAttrib(display, config, attribute, mValue)) {
            return mValue[0];
        }
        return defaultValue;
    }

    public boolean usesCoverageAa() {
        return mUsesCoverageAa;
    }

    private int[] mValue;
    private boolean mUsesCoverageAa;
}

在使用此功能之前，您应该知道这会影响渲染效率，并且可能需要进行全面的性能测试。