将无符号int输入属性传递给顶点着色器

Question

在顶点数组缓冲区的典型构建中，我试图将一个无符号int属性与其他经典属性（顶点、法线、纹理坐标…）一起传递。然而，该属性的值最终以某种方式错误：我不确定该值是否错误，或者该属性只是没有设置。

从一个简单的例子开始，假设我定义了以下C输入结构：

struct buffer_data_t
{
    glm::vec3 vertex;
    glm::vec3 normal;
    glm::vec2 texCoords;
};

准备我的顶点数组如下所示：

// Assume this 'shader.attribute(..)' is working and returns the attribute's position
unsigned int shadInputs[] = {
    (unsigned int)shader.attribute("VS_Vertex"),
    (unsigned int)shader.attribute("VS_Normal"),
    (unsigned int)shader.attribute("VS_TexCoords"),
};

glGenBuffers(1, &glBuffer);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, glBuffer);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, vertice.size() * sizeof(buffer_data_t), &vertice[0], GL_STATIC_DRAW);
glGenVertexArrays(1, &glArray);
glBindVertexArray(glArray);
{
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, glBuffer);
    glVertexAttribPointer(shadInputs[0], 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(buffer_data_t), (void*)(sizeof(glm::vec3) * 0));
    glVertexAttribPointer(shadInputs[1], 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(buffer_data_t), (void*)(sizeof(glm::vec3) * 1));
    glVertexAttribPointer(shadInputs[2], 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(buffer_data_t), (void*)(sizeof(glm::vec3) * 2));
    glEnableVertexAttribArray(shadInputs[0]);
    glEnableVertexAttribArray(shadInputs[1]);
    glEnableVertexAttribArray(shadInputs[2]);
}
glBindVertexArray(0);

顶点着色器输入的定义如下：

in vec3 VS_Vertex;
in vec3 VS_Normal;
in vec2 VS_TexCoords;

此外，为了我的示例，假设我在片段着色器中有一个纹理采样器，在其上使用这些输入的TexCoord：

uniform sampler2D ColourMap;

介绍我的问题

到目前为止还不错，有了上面的代码，我可以成功地渲染纹理原语。现在，我想根据渲染的人脸选择不同的颜色贴图。为此，我想引入一个索引作为vertice属性的一部分。变化包括：

C数据结构：

struct buffer_data_t
{
    glm::vec3 vertex;
    glm::vec3 normal;
    glm::vec2 texCoords;
    unsigned int textureId; // <---
};

准备顶点数组：

unsigned int shadInputs[] = {
    (unsigned int)shader.attribute("VS_Vertex"),
    (unsigned int)shader.attribute("VS_Normal"),
    (unsigned int)shader.attribute("VS_TexCoords"),
    (unsigned int)shader.attribute("VS_TextureId"),
};

// ...

glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, glBuffer);
glVertexAttribPointer(shadInputs[0], 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(buffer_data_t), (void*)(sizeof(glm::vec3) * 0));
glVertexAttribPointer(shadInputs[1], 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(buffer_data_t), (void*)(sizeof(glm::vec3) * 1));
glVertexAttribPointer(shadInputs[2], 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(buffer_data_t), (void*)(sizeof(glm::vec3) * 2));
glVertexAttribPointer(shadInputs[3], 1, GL_UNSIGNED_INT, GL_FALSE, sizeof(buffer_data_t), (void*)(sizeof(glm::vec3) * 2 + sizeof(glm::vec2))); // <---
glEnableVertexAttribArray(shadInputs[0]);
glEnableVertexAttribArray(shadInputs[1]);
glEnableVertexAttribArray(shadInputs[2]);
glEnableVertexAttribArray(shadInputs[3]);

然后顶点着色器定义新的输入，以及“展开”

in vec3 VS_Vertex;
in vec3 VS_Normal;
in vec2 VS_TexCoords;
in unsigned int VS_TextureId;

...

out flat unsigned int FS_TextureId;

片段着色器调整为将输入扁平，并且（再次为了示例的缘故）颜色映射现在是我们可以从中选择的数组：

...
uniform sampler2D ColourMaps[2];
in flat unsigned int FS_TextureId;
...
texture2D(ColourMaps[FS_TextureId], ... );

由于顶点着色器输入属性“VS_TextureId”，这些更改不会特别起作用。通过不使用unsigned int类型，而是使用vec2（或vec3，两种方式都有效），我能够证明这一点（并找到了一种解决方法）。也就是说：

VS:

in vec2 VS_TextureId;
out flat int FS_TextureId;
FS_TextureId = int(VS_TextureId.x);

FS：

in flat int FS_TextureId;
texture2D(ColourMaps[FS_TextureId], ... );

我的假设

我猜这是线路的故障，尽管我不知道如何/为什么：

glVertexAttribPointer(shadInputs[3], 1, GL_UNSIGNED_INT, GL_FALSE, sizeof(buffer_data_t), (void*)(sizeof(glm::vec3) * 2 + sizeof(glm::vec2)));

注意：我检查了“着色器”的结果。属性（“VS_TextureId”）。它是正确的，这意味着顶点着色器中的属性定义良好，并且可以找到。

你能看出问题出在哪里吗？

Answer 1

如果要使用整型数据类型指定属性数组，则必须使用glVertexAttribIPointer（专注于函数名称中间的I），而不是glVertexAttribIPointer。

参见OpenGL 4.6 API核心配置文件规范；10.2. 当前顶点属性值；第348页

VertexAttribI*命令指定分别存储为有符号或无符号整数的有符号或无符号定点值。此类值称为纯整数。

...

所有其他VertexAttrib*命令指定直接转换为内部浮点表示的值。

这意味着顶点属性的规范必须是：

//glVertexAttribPointer(shadInputs[3], 1, GL_UNSIGNED_INT, GL_FALSE, 
//    sizeof(buffer_data_t), (void*)(sizeof(glm::vec3) * 2 + sizeof(glm::vec2))); 
glVertexAttribIPointer(shadInputs[3], 1, GL_UNSIGNED_INT,
    sizeof(buffer_data_t), (void*)(sizeof(glm::vec3) * 2 + sizeof(glm::vec2)));

总的来说，你想要达到的目标不是这样的。一组采样器的索引必须“动态统一”。这意味着所有片段的索引必须“相同”（例如常数或统一变量）。

参见GLSL 4.60规范-4.1.7。不透明类型（第33页）

纹理组合采样器类型是不透明类型，其声明和行为与上述不透明类型相同。当聚集到着色器中的数组中时，只能使用动态统一的积分表达式对它们进行索引，否则结果将不确定。[...]

我建议使用单个TEXTURE_2D_ARRAY纹理，而不是TEXTURE_2D纹理数组。请参阅纹理。
在这种情况下，您可以使用3维浮点纹理坐标。