OpenGL ES: Array Texture初体验

时间:2022-09-10 22:55:03

Array Texture这个东西的意思是,一个纹理对象,可以存储不止一张图片信息,就是说是是一个数组,每个元素都是一张图片。这样免了频繁地去切换当前需要bind的纹理,而且可以节省系统资源。本文主要讨论的是2D array textures. 1D的使用很少 不讨论。

那么,在shader里面应该怎么去访问我想要的纹理呢?普通的纹理坐标是 (x,y) 这里就不够了,这里需要 (x,y,z) 三个值,XY代表2d纹理坐标,Z值代表选择读取哪一张纹理的数据,从0开始。

初始化Array Texture

普通 2D texture对象

初始化一个普通的2D纹理对象的方式是这样的:

genTexture-->BindTexture-->指定图片信息(使用 glTexImage2D 函数)

2D texture array对象

前两步一样的,指定图片信息的时候不一样。这里需要两歩操作,开辟存储空间和上传数据。

第一步,开辟空间:

爲纹理开辟内存,确定存储的结构

glTexImage3D (这个和glTexImage2D长得很像的函数)

target :GL_TEXTURE_2D_ARRAY

depth: 用于指定我们的数组的长度(若是3D texture就是纹理的深度信息了,我们用的是2D texture array)。

mipmap的level,一般我们给0,也就是說每次只能确定一个mipmap的level.

需要注意的是,我们生成普通纹理的时候数据是在这个地方指定的,同样,这个函数的最后一个参数也代表源像素数据,但是这里可以指定也可以写NULL,后面再上传数据。我推荐这样做。

以上是旧的做法,目前官方更推荐使用 glTexStorage3D 函数,功能类似。

glTexStorage3D — simultaneously specify storage for all levels of a three-dimensional or two-dimensional array texture

void glTexStorage3D( 	GLenum target,
GLsizei levels,
GLenum internalformat,
GLsizei width,
GLsizei height,
GLsizei depth);

参数和上面的相同,需要注意:levels 最小设置爲1;

这个函数比上面的好在什么地方呢?根据大牛的解释,glTexImage3D生成的纹理对象是不完整的,比如缺少mipmap的信息,缺少环绕方式等等,而且是可变的,这一秒创建好下一秒被改的乱七八糟了。而这个函数生成一个完整的不可变的对象,更可靠更安全。而且不用再显式地去调用glGenerateMipmap 。它已经自动帮你做好了处理。

第二步,指定数据

glTexSubImage3D

这个函数用于上传真正的纹理数据,参数较多,可以参考官方的文档。提供指定xyz的offset,即偏移量。一般xy的设置0,z方向的便宜就代表了是第几张纹理,所以这个需要按需要设置。后面的设置宽高很简单,然后是depth,这一次调用上传的数据的depth,如果两张纹理图片放在一起,然后一起上传(这样只需要调用一次这个函数),那么需要設爲2.后面再设置format data等等即可。如果需要指定mipmap(level大于1) 那么还需要把每个level的数据都上传。

Example:

TexStorage3D(...3... W, H, 2);
// allocates W x H x 2 level0, W/2 x H/2 x 2 level1, W/4 x H/4 x 2 level2.
// Contents are undefined at this point. TexSubImage3D(...level0, 0, 0, 0, W, H, 1... lod0_slice0_pixels);
TexSubImage3D(...level0, 0, 0, 1, W, H, 1... lod0_slice1_pixels);
TexSubImage3D(...level1, 0, 0, 0, W/2, H/2, 1... lod1_slice0_pixels);
TexSubImage3D(...level1, 0, 0, 1, W/2, H/2, 1... lod1_slice1_pixels);
TexSubImage3D(...level2, 0, 0, 0, W/4, H/4, 1... lod2_slice0_pixels);
TexSubImage3D(...level2, 0, 0, 1, W/4, H/4, 1... lod2_slice1_pixels);
// all slices of all mipmaps now transferred

如果相同mipmap的两张纹理是前后相连地存储在一起的,可以这样做:

TexSubImage3D(...level0, 0, 0, 0, W, H, 2... lod0_slice0and1_pixels);
TexSubImage3D(...level1, 0, 0, 0, W/2, H/2, 2... lod1_slice0and1_pixels);
TexSubImage3D(...level2, 0, 0, 0, W/4, H/4, 2... lod2_slice0and1_pixels);

shader内访问

需要定义2darray的sampler,然后还是调用texture函数,但是第二个参数需要三维的纹理坐标,z值代表在第几张纹理上面取值,从 0 开始。

"precision mediump sampler2DArray;\n"
"uniform sampler2DArray texture_array;\n"
...
...
" color = texture(texture_array, vec3(texCoord.xy, layer));\n"

注意:如果上传三维的纹理坐标,假设我们有两张纹理图片,我们上传的z值只有 0 和 1 两个,但是在光栅化阶段的插值计算会生成一些处于0和1之间的非整数的z值,这不是我们想要的,所以不能使用三维纹理坐标。我们需要单独上传这个数据,然后在shader内构造出一个新的三维的向量,这个时候z值就只有0、1两个值了。


参考资料:Array-Texture-confusion 讨论帖子

例子1--zwqxin

例子2--老外的