以下纹理查找会导致未定义的行为、不均匀的流动，还是两者都会导致？

Question

我正在使用顶点着色器、片段着色器和少量纹理图集（包含数十个较小精灵的图像）将精灵绘制到屏幕上。我的目标是为整个场景使用单个绘图调用，因此需要创建一个可以根据属性动态选择纹理的着色器。每个纹理图集都按顺序绑定，并发送一个平面属性texture id以确定要使用的纹理，该纹理的区域由uv发送。

GLSL 3.30规范规定采样器数组需要一个常量表达式作为索引，但以下编译和链接没有错误（在最新的Nvidia驱动程序上）：

#version 330

uniform sampler2D sampler[4];
in vec2 uv;
flat in int textureid;
out vec4 endcolor;

void main() {
    endcolor = texture(sampler[textureid], uv);
}

我不能保证这在所有硬件上都能正常工作，我不明白为什么它链接时没有任何警告。然后，我决定尝试以下方法：

void main() {
    if (textureid == 0) {
        endcolor = texture(sampler[0], uv);
    } else if (textureid == 1) {
        endcolor = texture(sampler[1], uv)
    } else if (textureid == 2) {
        endcolor = texture(sampler[2], uv);
    } else if (textureid == 3) {
        endcolor = texture(sampler[3], uv);
    } else {
        endcolor = vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);
    }
}

我了解到这将导致未定义的行为，因为它依赖于非均匀的流控制。它采样的纹理取决于输入属性。所以，我随后将其更新为：

void main() {
    vec4 one = texture(sampler[0], uv);
    vec4 two = texture(sampler[1], uv);
    vec4 three = texture(sampler[2], uv);
    vec4 four = texture(sampler[3], uv);

    if (textureid == 0) {
        endcolor = one;
    } else if (textureid == 1) {
        endcolor = two;
    } else if (textureid == 2) {
        endcolor = three;
    } else if (textureid == 3) {
        endcolor = four;
    } else {
        endcolor = vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);
    }
}

在这三种方法中：

1. 哪些会导致未定义或错误的行为，哪些不会，为什么？
2. 还有其他更好的方法吗（不包括sampler2DArray）？
3. 为什么第一个方法继续编译、链接和工作没有错误？

我知道我可以使用数组，但我的图像可能大小不同。

Answer 1

void main() {
  endcolor = texture(sampler[textureid], uv);
}

这在GLSL 3.30期间不起作用，因为3.30不允许您通过非常量表达式对不透明类型数组进行索引。NVIDIA的编译器在某些平台上允许这样做是无关紧要的：规范说你不能这样做。

void main() {
    if (textureid == 0) {
        endcolor = texture(sampler[0], uv);
    } else if (textureid == 1) {
        endcolor = texture(sampler[1], uv)
    } else if (textureid == 2) {
        endcolor = texture(sampler[2], uv);
    } else if (textureid == 3) {
        endcolor = texture(sampler[3], uv);
    } else {
        endcolor = vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);
    }
}

这也是错误的，但原因（略有不同）。访问非均匀控制流中的那些，这使得隐式导数未定义。解决这一问题的方法是在访问纹理之前获取导数，然后使用textureGrad将它们传入：

void main() {
    vec2 uvDx = dFdx(uv);
    vec2 uvDy = dFdy(uv);
    switch(textureid) {
    case 0:
        endcolor = textureGrad(sampler[0], uv, uvDx, uvDy);
        break;
    case 1:
        endcolor = textureGrad(sampler[1], uv, uvDx, uvDy);
        break;
    case 2:
        endcolor = textureGrad(sampler[2], uv, uvDx, uvDy);
        break;
    case 3:
        endcolor = textureGrad(sampler[3], uv, uvDx, uvDy);
        break;
    default:
       endcolor = vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);
    }
}

为什么第一个方法继续编译、链接和工作而没有错误？

因为英伟达将成为英伟达。他们并不真正关心确保你没有意外地使用你不应该使用的功能，或者遵循规范的明确措辞。