C语言 渲染到1D纹理

bcs8qyzn  于 2023-06-21  发布在  其他
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我正在尝试几种方法来实现一个简单的粒子系统。在这里,我使用乒乓技术之间的几个纹理,所有附加到一个独特的fbo。
我认为所有的绑定/设置都是正确的,因为我看到它使用A纹理的数据写入B纹理。
问题是B纹理中只有一个纹理元素被写入:

在这张图片中,我尝试将纹理元素从源纹理复制到目标纹理。
让我们来看看代码:

设置代码

#define NB_PARTICLE 5

GLuint fbo;
GLuint tex[6];
GLuint tex_a[3];
GLuint tex_b[3];
int i;

// 3 textures for position/vitesse/couleur
// we double them for ping-pong so 3 * 2 = 6 textures
glGenTextures(6, tex);

for (i = 0 ; i < 6 ; i++ )
{
    glBindTexture(GL_TEXTURE_1D, tex[i]);
    glTexImage1D(GL_TEXTURE_1D, 0, GL_RGBA32F, NB_PARTICLE, 0, GL_RGBA, GL_FLOAT, NULL);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP);
}

for (i = 0; i < 3; i++)
{
    tex_a[i] = tex[i];
    tex_b[i] = tex[i + 3];
}

// Uploads particle data from "a" textures
glBindTexture(GL_TEXTURE_1D, tex_a[0]);
glTexImage1D(GL_TEXTURE_1D, 0, GL_RGBA32F, NB_PARTICLE, 0, GL_RGBA, GL_FLOAT, seed_pos);
glBindTexture(GL_TEXTURE_1D, tex_a[1]);
glTexImage1D(GL_TEXTURE_1D, 0, GL_RGBA32F, NB_PARTICLE, 0, GL_RGBA, GL_FLOAT, seed_vit);
glBindTexture(GL_TEXTURE_1D, tex_a[2]);
glTexImage1D(GL_TEXTURE_1D, 0, GL_RGBA32F, NB_PARTICLE, 0, GL_RGBA, GL_FLOAT, seed_color);

// Create the fbo
glGenFramebuffers(1, &fbo);
glBindFramebuffer(GL_DRAW_FRAMEBUFFER, fbo);

// Attach the textures to the corresponding fbo color attachments
int i;
for (i = 0; i < 6; i++)
    glFramebufferTexture1D(GL_DRAW_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0 + i, GL_TEXTURE_1D, tex[i], 0);

glBindFramebuffer(GL_DRAW_FRAMEBUFFER, 0);

渲染代码

static int pingpong = 1;

glUseProgram(integratorShader);
glBindVertexArray(0);
glBindFramebuffer(GL_DRAW_FRAMEBUFFER, fbo);

// Set the input textures to be the "a" textures
int i;
for (i = 0 ; i < 3 ; i++ )
{
    glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + i);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_1D, tex_a[i]);
}

// Set the draw buffers to be the "b" textures attachments
glDrawBuffers(3, GL_COLOR_ATTACHMENT0 + (pingpong * 3) );

glViewport(0, 0, NB_PARTICLE, 1);

glDrawArrays(GL_POINTS, 0, NB_PARTICLE);

glBindFramebuffer(GL_DRAW_FRAMEBUFFER, 0);
glUseProgram(0);

// A became B and B became A
swapArray(tex_a, tex_b, 3);
pingpong++;
pingpong %= 2;

顶点着色器

#version 430

void main() {

    gl_Position = vec4(gl_VertexID, 0, 0, 1);

}

分片着色器

#version 430

// binding = texture unit
layout (binding = 0) uniform sampler1D position_texture;
layout (binding = 1) uniform sampler1D vitesse_texture;
layout (binding = 2) uniform sampler1D couleur_texture;

// location = index in the "drawBuffers" array
layout (location = 0) out vec4 position_texel;
layout (location = 1) out vec4 vitesse_texel;
layout (location = 2) out vec4 couleur_texel;

void main() {

    vec4 old_position_texel = texelFetch(position_texture, int(gl_FragCoord.x), 0);
    vec4 old_vitesse_texel =  texelFetch(vitesse_texture, int(gl_FragCoord.x), 0);
    vec4 old_couleur_texel =  texelFetch(couleur_texture, int(gl_FragCoord.x), 0);

    position_texel = old_position_texel;
    vitesse_texel = old_vitesse_texel;
    couleur_texel = old_couleur_texel;
}

由于我使用的是1D纹理,我认为我需要发送的唯一数据是一个索引,我可以完美地使用gl_VertexID。这就是为什么我发送0属性数据。
我认为问题出在我设置gl_FragCoord的方式上(很遗憾,它是我唯一不能调试的变量:()

goucqfw6

goucqfw61#

问题在于如何调用着色器。你基本上已经建立了一个标准的GPGPU片段着色器管道,处理输入纹理的每个纹理元素,并将结果写入输出纹理中相应的纹理元素。但是你调用这个GPGPU流水线的方式,即你渲染几何体的方式完全是垃圾所有其他的东西,特别是你的片段着色器和你使用gl_FragCoord的方式都是完全好的。
您似乎混淆了计算过程(要在其中计算粒子位置)和绘制过程(要在其中渲染粒子,可能是作为点)。但是在GPGPU阶段,完全没有必要渲染N个点,因为你在顶点着色器中没有做任何有用的事情。您要做的就是为帧缓冲区的每个像素生成一个片段。但是,无论如何,光栅化器已经为您实现了这一点。当你想在一个“普通”的图形应用程序中画一个三角形时,你不会自己把这个三角形细分成像素,然后把它们画成GL_POINTS,对吗?它失败的确切错误是你奇怪地使用gl_VertexID作为坐标。由于您没有使用任何变换,因此输出顶点坐标应该位于[-1,1]框中,其他所有内容都将被剪切掉。但是你的点在位置(0,0),(1,0),(2,0),...,所以它们不会密集地覆盖帧缓冲区,并且只绘制(0,0)处的点,这正是你看到的中心像素(由于舍入和其他原因,(1,0)处的点可能也会被剪切掉)。
所以你要做的就是画一个覆盖整个帧缓冲区的四边形。这意味着在没有任何变换的情况下,它应该覆盖整个剪辑空间,从而覆盖[-1,1]平方(实际上,当使用只有一个像素高的帧缓冲区时,甚至可以使用一条线)。光栅化器然后生成您需要的所有片段。在没有任何属性的情况下,您仍然可以通过渲染单个四边形(没有激活任何属性)来实现此目的:

glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);

然后使用顶点ID选择四边形的相应角:

const vec2 corners[4] = { 
    vec2(-1.0, 1.0), vec2(-1.0, -1.0), vec2(1.0, 1.0), vec2(1.0, -1.0) };

void main()
{
    gl_Position = vec4(corners[gl_VertexID], 0.0, 1.0);   
}

这将为每个像素生成一个片段,其他一切都应该正常工作。
顺便说一下,我不确定你是否真的想要一个1D纹理,因为1D纹理与缓冲区相比有相当严格的大小限制。你可以只使用2D纹理,这不会改变你当前处理的任何东西(尽管在实际绘制粒子时可能需要一些索引魔法)。
事实上,当你已经使用OpenGL 4.3时,更自然的方式来完成像粒子引擎这样的GPGPU任务将是compute shader。这样你就可以把你的粒子数据存储在缓冲区对象中,然后直接使用计算着色器处理它们,而不需要把它们打包到纹理中(因为你可能想稍后渲染它们,因此需要在顶点着色器中读取纹理),而不需要将图形流水线滥用于计算任务(只需在适当的位置处理缓冲区)。

wwtsj6pe

wwtsj6pe2#

顶点着色器代码中存在问题:

gl_Position = vec4(gl_VertexID, 0, 0, 1);

对于调用中呈现的每个点,gl_VertexID的值将为0、1、2等。对于要渲染的点,它必须在(-1.0,1.0)的范围内。只有gl_VertexID值0将在要渲染的范围内,因此这是在演示纹理中看到的唯一像素。

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