c++ - 从OpenGL中的默认帧缓冲区中读取像素数据:FBO与PBO的性能

我的目标是读取默认OpenGL帧缓冲区的内容，并将像素数据存储在cv::Mat中。显然，有两种不同的方法可以实现此目的:

1)同步:使用FBO和glRealPixels

cv::Mat a = cv::Mat::zeros(cv::Size(1920, 1080), CV_8UC3);
glReadPixels(0, 0, 1920, 1080, GL_BGR, GL_UNSIGNED_BYTE, a.data);

2)异步:使用PBO和glReadPixels

cv::Mat b = cv::Mat::zeros(cv::Size(1920, 1080), CV_8UC3);
glBindBuffer(GL_PIXEL_PACK_BUFFER, pbo_userImage);
    glReadPixels(0, 0, 1920, 1080, GL_BGR, GL_UNSIGNED_BYTE, 0);
    unsigned char* ptr = static_cast<unsigned char*>(glMapBuffer(GL_PIXEL_PACK_BUFFER, GL_READ_ONLY));
    std::copy(ptr, ptr + 1920 * 1080 * 3 * sizeof(unsigned char), b.data);
    glUnmapBuffer(GL_PIXEL_PACK_BUFFER);
glBindBuffer(GL_PIXEL_PACK_BUFFER, 0);

从我收集的有关该主题的所有信息中，异步版本2)应该更快。但是，比较两个版本的经过时间会发现差异通常是最小的，有时版本1)事件的性能要优于PBO变体。

为了进行性能检查，我插入了以下代码(基于this答案):

std::chrono::steady_clock::time_point begin = std::chrono::steady_clock::now();
....
std::chrono::steady_clock::time_point end = std::chrono::steady_clock::now();
std::cout << "Time difference = " << std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(end - begin).count() << std::endl;

在创建PBO时，我还尝试了用法提示:在这里，我发现GL_DYNAMIC_COPY和GL_STREAM_READ之间没有太大区别。

我很乐意为您提供一些建议，该建议如何进一步提高帧缓冲区中像素读取操作的速度。

最佳答案

第二个版本根本不是异步的，因为您在触发副本后立即映射了缓冲区。然后，映射调用将阻塞，直到缓冲区的内容可用为止，从而有效地变得同步。

或:根据驱动程序，在实际读取驱动程序时它将阻塞。换句话说，驱动程序可以以导致页面错误和随后的同步的方式来实现映射。实际情况并不重要，因为std::copy仍可直接访问该数据。

正确执行的正确方法是使用sync objects and fences。

保持您的PBO设置，但是在将glReadPixels发行到PBO中之后，通过glFenceSync将同步对象插入流中。然后，一段时间后，通过glClientWaitSync轮询该篱笆同步对象是否完整(或完全等待)。

如果glClientWaitSync返回在防护之前完成的命令，则您现在可以从缓冲区读取数据，而无需进行昂贵的CPU / GPU同步。 (如果驱动程序特别愚蠢，并且尚未将缓冲区内容移动到可映射的地址中，则尽管在PBO上有使用提示，您仍可以使用另一个线程来执行映射。因此glGetBufferSubData可以更便宜，因为数据不会不必在可映射范围内。)

如果您需要逐帧执行此操作，您会注意到很可能需要多个PBO，也就是说，其中的PBO很小。这是因为在下一帧，尚未完成对前一帧数据的回读，并且未发出相应的信号。 (是的，这些天GPU已大量流水线化，它们将在您的提交队列后面一些帧)。