OpenGL4。5-绑定多个纹理和采样器

Question

我试图理解OpenGL 4.5中的纹理、纹理单位和采样器。我在附上一张我想弄明白的照片。我认为在我的例子中，一切都是正确的，但我不太确定右侧带有问号的1D采样器。

因此，我知道OpenGL提供了许多纹理单元/绑定点，可以在其中绑定纹理和采样器，以便它们协同工作。

这些绑定点中的每一个都可以支持每个纹理目标中的一个（在我的例子中，我将目标GL_TEXTURE_2D和GL_TEXTURE_1D绑定到绑定点0，另一个GL_TEXTURE_2D绑定点1）。

此外，采样器可以以大致相同的方式绑定到这些绑定点（我已经将2D采样器绑定到了图片中的绑定点0）。

执行这些操作的函数是glBindTexureUnit和glBindSample。

我最初的想法是将1D采样器也绑定到绑定点0，并在shader land中根据绑定点和采样器的类型进行匹配：

layout (binding = 0) uniform sampler1D tex1D;
layout (binding = 0) uniform sampler2D tex2D;

引用来源：

每个纹理图像单元都支持绑定到所有目标。因此，2D纹理和阵列纹理可以绑定到同一图像单元，或者不同的2D纹理可以绑定到两个不同的图像单元，而不会相互影响。那么渲染时使用哪种纹理呢？在GLSL中，这取决于使用此纹理图像单元的采样器类型。

但我发现了以下语句：

[..] 听起来似乎可以对不同的采样器使用相同的纹理图像单元，只要它们具有不同的纹理类型。不要这样做。规范明确禁止它；如果两个不同的GLSL采样器具有不同的纹理类型，但与同一纹理图像单元关联，则渲染将失败。给每个采样器一个不同的纹理图像单元。

所以，我的问题是，如果最终一个采样器将绑定到同一个绑定点，迫使您选择，那么将不同的纹理目标绑定到同一个绑定点的目的是什么？

我引用的信息是：https://www.khronos.org/opengl/wiki/Texture#Texture_image_units

Answer 1

假设您有两个GLSL程序：

在progA中：

uniform sampler1D progA_sampler1D;
uniform sampler2D progA_sampler2D;

在progB中：

uniform sampler1D progB_sampler1D;
uniform sampler2D progB_sampler2D;

有几种纹理的名称分别为text1D_1、text1D_2、text1D_3，。。。text2D_1、text2D_2等

现在，假设您希望progA从text1D_1和text2D_1采样，progB从text1D_2和text2D_2采样

您已经知道，每个采样器必须与纹理单元相关联，而不是与纹理名称相关联。我们不能对两个采样器progA_sampler1D和progA_sampler2D

第一个选项：四个纹理单元

glUseProgram(progA);
glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + 1);
glBindTexture(GL_TEXTURE_1D, text1D_1);
glUniform1i(locationProgA_forSampler1D, 1); // Not glUniform1i(locationProgA_forSampler1D, GL_TEXTURE0 + 1);
glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + 2);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, text2D_1);
glUniform1i(locationProgA_forSampler2D, 2);

glUseProgram(progB);
glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + 3);
glBindTexture(GL_TEXTURE_1D, text1D_2);
glUniform1i(locationProgA_forSampler1D, 3);
glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + 4);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, text2D_2);
glUniform1i(locationProgA_forSampler2D, 4);

第二个选项：两个纹理单元

glUseProgram(progA);
glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + 1);
glBindTexture(GL_TEXTURE_1D, text1D_1);
glUniform1i(locationProgA_forSampler1D, 1);
glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + 2);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, text2D_1);
glUniform1i(locationProgA_forSampler2D, 2);

glUseProgram(progB);
glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + 2);
glBindTexture(GL_TEXTURE_1D, text1D_2);
glUniform1i(locationProgA_forSampler1D, 2);
glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + 1);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, text2D_2);
glUniform1i(locationProgA_forSampler2D, 1);

请注意，unitGL_TEXTURE0 1将两种纹理text1D_1和text2D_2绑定为不同类型
同样地，GL_TEXTURE0 2绑定了两种纹理，类型分别为GL_TEXTURE_2D和GL_TEXTURE_1D

错误选项：两个纹理单元

glUseProgram(progA);
glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + 1);
glBindTexture(GL_TEXTURE_1D, text1D_1);
glUniform1i(locationProgA_forSampler1D, 1);
glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + 2);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, text2D_1);
glUniform1i(locationProgA_forSampler2D, 2);

glUseProgram(progB);
glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + 1);
//Next is wrong: two textures (text1D_1 and text1D_2) of same type GL_TEXTURE_1D
glBindTexture(GL_TEXTURE_1D, text1D_2);
glUniform1i(locationProgA_forSampler1D, 1);
glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + 2);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, text2D_2);  //Wrong: two textures of same type GL_TEXTURE_2D
glUniform1i(locationProgA_forSampler2D, 2);

Answer 2

那么，为什么会存在这种情况呢？好

很久以前，没有纹理单元（这就是为什么glActiveTexture与glBindTexture是一个独立的函数）。事实上，OpenGL 1.0中甚至没有纹理对象。但仍然需要不同种类的纹理。您仍然需要能够为2D纹理和3D纹理创建数据。因此，他们提出了纹理目标的区别，并使用glEnables来确定渲染操作中将使用哪个目标。

当纹理对象出现在GL 1.1中时，它们必须决定纹理对象和目标之间的关系。他们决定，一旦一个对象绑定到一个目标上，它就与该目标永久关联。由于上述需要具有不同类型的多个纹理，使用旧的启用功能，决定每个目标代表一个单独的对象绑定点。他们让你在glBindTexture中重复绑定点，这样代码的读者就可以清楚地知道你在干扰哪个绑定点的数据。

当multitexture问世时，切换到OpenGL 1.2。所以现在他们需要你能够绑定同一目标的多个纹理，但要绑定到不同的“单位”。但他们无法更改glBindTexture来指定特定的单位；这将是一个向后不兼容的变化。

现在，他们可以彻底改变纹理的工作方式，创建一个专门用于多纹理等的新绑定功能。但是OpenGL ARB喜欢向后兼容；他们喜欢让旧的API函数工作，不管生成的API是什么样子。因此，他们决定一个纹理单元是一整套绑定，每组绑定都有一个启用状态，表示要使用哪个目标。您可以使用glActiveTexture在单元之间切换。

当然，一旦着色器出现，您可以看到这一切是如何变化的。启用状态将成为着色器中的采样器类型。所以现在没有明确的代码描述启用了哪个纹理目标；这只是着色器的东西。因此，他们必须制定一条规则，规定如果两个采样器的类型不同，就不能使用同一个采样器。

这就是为什么每个纹理单元都有多个独立的绑定点：OpenGL对向后兼容性的promise。

最好忽略这种能力的存在。绑定特定着色器所需的正确纹理。所以专注于使用这些函数，不要担心两个纹理绑定到同一个目标。如果要确保没有意外使用错误的纹理，可以使用纹理名称为0的glBindTextures或glBindTextureUnit，这将解除特定纹理单元中所有目标的绑定。