OpenGL：关于使用多个纹理或纹理单元的一些说明

Question

我需要在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 sampler 2d tex1 或<代码>均匀采样2 但是我不确定如何正确使用相关的GL调用。

首先，如何创建两个纹理？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glGenTexture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? */);

总之，我不明白一方面拥有多个纹理单元，另一方面通过调用glGenTextures创建多个纹理的能力有什么意义，如果在着色器程序中需要多个纹理，正确的方法是什么。

作为后续问题，如果我已经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是什么？

现在再进一步，如果我在一个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，那么应该如何处理呢？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

如果要在一个着色器程序中使用多个二维纹理，则必须将不同的纹理对象绑定到不同的纹理单元
生成纹理名称（值）时（glGenTextures）或指定纹理图像时（glTexImage2D），无需选择适当的纹理单元（glActiveTexture），但在使用着色器程序绘制对象（网格）之前，必须将纹理绑定到适当的纹理单元。

通过将纹理绑定到纹理单元并将纹理单元的数量设置为均匀变量，可以实现着色器程序中的纹理采样器均匀与纹理对象之间的绑定。

统一的值可以由glUniform1i设置

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

或通过绑定点布局限定符在着色器中：

layout(binding = 0) uniform sampler2D tex1;

layout(binding = 1) uniform sampler2D tex2;

由于绑定点是0和1，在使用着色器程序绘制几何体之前，纹理对象必须绑定到纹理单元0（GL_TEXTURE0）和1（GL_TEXTURE1）：

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，无需分别选择纹理单元0和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，您可以在创建纹理之前选择纹理单元，之后再绑定它们是多余的。但请注意，glGenTextures不会创建纹理对象，它只保留可用于纹理对象的名称（值）。当名称（值）第一次通过glBindTexture绑定到纹理目标时，将创建纹理。这意味着glBindTexture如果纹理不存在或使用现有纹理，则会创建纹理glTexImage2D指定、创建和初始化绑定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);

glTexSubImage2D更新当前绑定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。你所要做的就是绑定纹理对象。

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

但请注意，glBindTexture将纹理绑定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（当前纹理单元是全局状态），它可能会弄乱纹理对象和纹理单元的组合。因此，选择合适的纹理单元可能是有意义的。如果纹理对象仍绑定到纹理单元，则无需再次绑定：

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

当然，不同的着色器程序可以使用相同的绑定点。但请注意，纹理单元的数量是有限的。如果有很多纹理，则不可能将每个纹理对象绑定到不同的纹理单元。但是，如果有两个纹理对象和不同的着色器程序，则可以方便地将这两个纹理对象绑定到不同的纹理初始，并在每个着色器程序中（重新）使用相同的绑定点。