为什么我的着色器中的 GLSL 纹理坐标不是线性的？

Question

我的 Android 2.3.4 Tegra 2 设备上的 glsl 着色器出现问题。

我想做一些计算以在 glsl 着色器的片段着色器中创建纹理坐标，并注意到一个问题并尝试缩小范围，因此制作了一个测试程序。我在屏幕上渲染了宽度为 256 像素的纹理，精确到 256 像素，保存帧缓冲区并逐像素检查（与源比较），它渲染正确。根据opengl规范，当我使用从0.0到1.0的纹理坐标时，它应该对中心的每个像素进行采样（0.5/256、1.5/256、2.5/256等），这似乎是正确的。

然后我将 x 纹理坐标本身写入纹理并检查它们。结果有些偏差，我不知道为什么。我没有得到预期的 0..255 梯度，而是得到了 1..128,128..255。这意味着值 0 被跳过，值 128 出现两次，这意味着它们不是完美线性的。如果该值以任何方式四舍五入，那么对我来说不是显而易见的方式。我还检查了纹理坐标的子像素值，它们是我所期望的。它们的值始终为 0.5/256，这应该是半个像素，并确保在像素内正确采样纹理。

同样，用这些坐标渲染的纹理正是我想要的，但坐标本身并不是我所期望的。这对我来说是一个问题，因为我想用计算出的纹理坐标进行渲染，尽管我以正确的方式计算它们，但生成的纹理是错误的。我需要这些坐标在像素级别上是正确的，但我不知道为什么它们会关闭。

有谁知道是什么导致了这种行为以及我该如何纠正它？

这是正确渲染纹理的片段着色器：

precision mediump   float;
varying vec2        vtex;
uniform sampler2D   samp0;
void main()     {
            gl_FragColor = texture2D(samp0, vtex);
        };

这是创建纹理坐标为 1..128,128..255 而不是我预期的 0..255 的渐变的片段着色器：

precision mediump   float;
varying vec2        vtex;
uniform sampler2D   samp0;
void main()     {
            gl_FragColor = vec4(vtex.x, 0, 0, 1.0);
        };

这是创建纹理坐标的片段着色器 ：纹理坐标的子像素值的颜色，并按照我的预期提供所有值为 127 的纹理，并且它应该是像素的中心：

precision mediump   float;
varying vec2        vtex;
uniform sampler2D   samp0;
void main()     {
            gl_FragColor = vec4(fract(vtex.x * 256.0), 0, 0, 1.0);
        };

其余的测试程序完全相同。我只改变着色器。这些是一些重要的代码片段：

String vertexshader =
    "attribute vec4 a_pos;          \n" +   //  in      position
    "attribute vec2 a_tex;          \n" +   //  in      Texture coordinates
    "varying vec2 vtex;             \n" +   //  out     Texture coordinates
    "void main(void) {              \n" +
    "   gl_Position = vec4(a_pos);  \n" +
    "   vtex = a_tex;               \n" +
    "}";


//  Initialization

    GLES20.glUseProgram(shader);
    //  Vertex
    vdata.position(0);
    GLES20.glVertexAttribPointer(handlepos, 2, GLES20.GL_FLOAT, false, 4*4, vdata);
    GLES20.glEnableVertexAttribArray(handlepos);
    vdata.position(2);
    GLES20.glVertexAttribPointer(handletex, 2, GLES20.GL_FLOAT, false, 4*4, vdata);
    GLES20.glEnableVertexAttribArray(handletex);
    //  Texture
    GLES20.glActiveTexture(GLES20.GL_TEXTURE0);
    GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, maplookupid[1]);
    GLES20.glTexParameteri(GLES20.GL_TEXTURE_2D, GLES20.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GLES20.GL_NEAREST );
    GLES20.glTexParameteri(GLES20.GL_TEXTURE_2D, GLES20.GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GLES20.GL_NEAREST );
    GLES20.glTexParameteri(GLES20.GL_TEXTURE_2D, GLES20.GL_TEXTURE_WRAP_S, GLES20.GL_REPEAT );
    GLES20.glTexParameteri(GLES20.GL_TEXTURE_2D, GLES20.GL_TEXTURE_WRAP_T, GLES20.GL_REPEAT );
    GLES20.glUniform1i(handlesampler0, 0);
    GLES20.glDisable(GLES20.GL_DITHER);

//  Rendering

    GLES20.glViewport(0, 0, screenx, screeny);
    //
    vdata.put(0*4+0,     0.0f * (2.0f/screenx));
    vdata.put(0*4+1,   256.0f * (2.0f/screeny));
    vdata.put(0*4+2,     0.0f * (1.0f/256.0f));
    vdata.put(0*4+3,   256.0f * (1.0f/256.0f));
    //  
    vdata.put(1*4+0,     0.0f * (2.0f/screenx));
    vdata.put(1*4+1,     0.0f * (2.0f/screeny));
    vdata.put(1*4+2,     0.0f * (1.0f/256.0f));
    vdata.put(1*4+3,     0.0f * (1.0f/256.0f));
    //  
    vdata.put(2*4+0,   256.0f * (2.0f/screenx));
    vdata.put(2*4+1,   256.0f * (2.0f/screeny));
    vdata.put(2*4+2,   256.0f * (1.0f/256.0f));
    vdata.put(2*4+3,   256.0f * (1.0f/256.0f));
    //  
    vdata.put(3*4+0,   256.0f * (2.0f/screenx));
    vdata.put(3*4+1,     0.0f * (2.0f/screeny));
    vdata.put(3*4+2,   256.0f * (1.0f/256.0f));
    vdata.put(3*4+3,     0.0f * (1.0f/256.0f));

    GLES20.glDrawArrays(GLES20.GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);

Answer 1

看来您遇到了舍入问题。由于您显然使用的是 8 位颜色缓冲区，因此颜色会通过乘以 255 来转换为像素值。因此您的纹理值 0.5/256 将乘以 255，生成像素值 0.498，这在理想情况下（GPU 上的无限精度计算并舍入到最接近的值）将转换为 0 字节值。

事实上，从你得到 1..128,128..255 （128 是重复值）的事实来看，它看起来像是向上舍入转换（因为 (127.5/256)*255 是 127.002 和 (128.5/256)*255是 127.998——即转换为 128 的两个像素）。如果发生这种情况，我希望你的第三个测试程序在每个像素中产生 128，而不是 127（因为 0.5*255 == 127.5）

结果是你不能指望 GPU 进行极其精确的计算——舍入误差的来源有很多。

Answer 2

的以下代码行：更改

precision mediump float;

为： 。

precision highp float;

您可能需要将片段着色器代码中