c++ - OpenGL:关于使用多个纹理或纹理单元的一些说明

Question

我需要在我的着色器中使用两个纹理，一个在顶点着色器中，另一个在片段着色器中。在这两种情况下，它们都在着色器中引用，例如 uniform sampler2D tex1; 或 uniform sampler2D tex2; 但是我不确定如何正确使用相关的 GL 调用。

初始化

首先，我如何创建这两个纹理？我需要像这样使用多个纹理单元吗

GLuint texIdx[2] = {0, 1};
GLuint texName[2];
GLint  texUniformID[2];

// Initialize first texture
glActiveTexture (GL_TEXTURE0 + texIdx[0]);
glGenTextures   (1, &texName[0]);
glBindTexture   (GL_TEXTURE_2D, texName[0]);
glTexImage2D    (GL_TEXTURE_2D, 0, GL_R32F, xDim0, yDim0, 0, GL_RED, GL_FLOAT, someTextureData);

// Initialize second texture
glActiveTexture (GL_TEXTURE0 + texIdx[1]);
glGenTextures   (1, &texName[1]);
glBindTexture   (GL_TEXTURE_2D, texName[1]);
glTexImage2D    (GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, xDim1, yDim1, 0, GL_RGB, GL_FLOAT, someOther1TextureData);

// Set the uniforms to refer to the textures
texUniformID[0] = glGetUniformLocation (myShaderProgram, "tex1");
texUniformID[1] = glGetUniformLocation (myShaderProgram, "tex2");
glUniform1i (texUniformID[0], texIdx[0]);
glUniform1i (texUniformID[1], texIdx[1]);

或者我可以使用单个纹理单元，因为 glGenTextures 允许我创建多个纹理，有点像这样:

GLuint texName[2];
GLint  texUniformID[2];

// Activate some texture unit
glActiveTexture (GL_TEXTURE0);

// Generate two textures
glGenTextures (2, texName);

// Initialize first texture
glBindTexture   (GL_TEXTURE_2D, texName[0]);
glTexImage2D    (GL_TEXTURE_2D, 0, GL_R32F, xDim0, yDim0, 0, GL_RED, GL_FLOAT, someTextureData);

// Initialize second texture
glBindTexture   (GL_TEXTURE_2D, texName[1]);
glTexImage2D    (GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, xDim1, yDim1, 0, GL_RGB, GL_FLOAT, someOther1TextureData);

// Set the uniforms to refer to the textures
texUniformID[0] = glGetUniformLocation (myShaderProgram, "tex1");
texUniformID[1] = glGetUniformLocation (myShaderProgram, "tex2");
glUniform1i (texUniformID[0], /* what parameter here? */);
glUniform1i (texUniformID[1], /* what parameter here? */);

总而言之，我不明白一方面拥有多个纹理单元的意义何在，另一方面通过调用 glGenTextures 来创建多个纹理的能力以及什么是如果我在着色器程序中需要多个纹理，这是正确的方法。

渲染期间的使用

作为后续问题，如果我用正确的方式初始化了我的多个纹理，那么在调用 glDrawElements 期间激活两个纹理以激活的正确调用顺序是什么？在运行时成功更新纹理的正确调用顺序 glTexSubImage2D?

跟进问题

现在更进一步，如果我在渲染调用中使用多个不同的着色器程序并且它们都使用纹理，应该如何处理？每个着色器程序的每个纹理都应该使用唯一的纹理单元吗？

Answer 1

如果你想在一个着色器程序中使用多个二维纹理，那么你必须将不同的纹理对象绑定(bind)到不同的纹理单元。
当生成纹理名称(值)(glActiveTexture)或指定纹理图像(glGenTextures)时，不必选择适当的纹理单元(glTexImage2D)，但必须绑定(bind)纹理在使用着色器程序绘制对象(网格)之前添加到适当的纹理单元。

shader程序中的texture sampler uniform与texture对象的绑定(bind)，是通过将texture绑定(bind)到一个texture unit，并将texture unit的编号设置为uniform变量实现的。

uniform 的值可以通过 glUniform1i 设置

texUniformID[0] = glGetUniformLocation(myShaderProgram, "tex1");
texUniformID[1] = glGetUniformLocation(myShaderProgram, "tex2");
glUniform1i(texUniformID[0], 0);
glUniform1i(texUniformID[1], 1);

或由 Binding point 在着色器中布局限定符:

layout(binding = 0) uniform sampler2D tex1;

layout(binding = 1) uniform sampler2D tex2;

由于绑定(bind)点是 0 和 1，所以纹理对象必须绑定(bind)到纹理单元 0 (GL_TEXTURE0) 和 1 (GL_TEXTURE1)，然后再绘制着色器程序的几何图形:

glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texName[0]);
glActiveTexture(GL_TEXTURE1);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texName[1]);

glDrawElements(...);

但在“创建”纹理时，不必分别选择纹理单元0 1:

glGenTextures(2, texName);

// Initialize first texture
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texName[0]);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_R32F, xDim0, yDim0, 0, GL_RED, GL_FLOAT, data1);

// Initialize second texture
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texName[1]);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, xDim1, yDim1, 0, GL_RGB, GL_FLOAT, data2);

当然你可以在创建贴图之前选择一个贴图单元，后面再绑定(bind)就多余了。但请注意，glGenTextures 不会创建纹理对象，它只是保留可用于纹理对象的名称(值)。纹理是在名称(值)第一次通过 glBindTexture 绑定(bind)到纹理目标时创建的。 .这意味着 glBindTexture 创建一个纹理，如果它不存在或者它使用现有的纹理。 glTexImage2D指定、创建和初始化绑定(bind)到当前纹理单元的指定目标的现有纹理对象的图像:

glGenTextures(2, texName);

// Initialize first texture
glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texName[0]);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_R32F, xDim0, yDim0, 0, GL_RED, GL_FLOAT, data1);

// Initialize second texture
glActiveTexture(GL_TEXTURE1);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texName[1]);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, xDim1, yDim1, 0, GL_RGB, GL_FLOAT, data2);

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glTexSubImage2D更新当前绑定(bind)到当前纹理单元的指定目标的纹理对象的纹理图像的内容。您所要做的就是绑定(bind)纹理对象。

glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texName[0]);
glTexSubImage2D(GL_TEXTURE_2D, ...);

但请注意 glBindTexture 将纹理绑定(bind)到当前选定的纹理单元，因此如果当前选择了“错误的”纹理单元(当前纹理单元是一个全局状态)。所以选择合适的纹理单元可能是有意义的。如果纹理对象仍然绑定(bind)到纹理单元，则不需要再次绑定(bind):

glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texName[0]); // <-- this is possibly unnecessary
glTexSubImage2D(GL_TEXTURE_2D, ...);

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当然，不同的着色器程序可以使用相同的绑定(bind)点。但请注意，纹理单元的数量是有限的。如果您有很多纹理，则不可能将每个纹理对象绑定(bind)到不同的纹理单元。但是，如果您有 2 个纹理对象和不同的着色器程序，则可以方便地将 2 个纹理对象绑定(bind)到不同的纹理初始化并在每个着色器程序中(重新)使用相同的绑定(bind)点。