1附近的纹理坐标表现奇怪

Question

我正在使用(Py)OpenGL来显示256色索引图像.我使用着色器和包含调色板的一维纹理.这是片段着色器代码:

#version 330
uniform sampler2D texture; 
uniform sampler1D palette;

void main() 
{ 
    vec2 uv = gl_TexCoord[0].xy; 
    vec4 color = texture2D(texture, uv); 
    gl_FragColor = texture1D(palette, color.a) ;
}

为避免舍入错误,所有MAG和MIN过滤器都设置为NEAREST.

我看到1D纹理的纹理坐标的方式是:

• 颜色0位于区间[0; 1/256 [
• 颜色1位于区间[1/256; 2/256 [...
• 颜色255位于区间[255/256; 1 [

我将自己的整数索引转换为0到1之间的浮点数,以确保发生了什么,使用公式x_float =(x_int + .4)/ 256,即x_float位于前面提到的区间内,稍早于其中心(到避免结果在间隔的错误一侧舍入).

但它不起作用.我制作了256个细胞的检查板,颜色索引为0到255,灰色等级调色板(从0x000000到0xFFFFFF).代码如下.然后我制作了一个屏幕快照并在Paint.NET中编辑它以查看颜色是否正确,并注意到颜色为0xE0的跳转:我得到两次颜色0xDF,并且从这一个,所有内容都移动了一个:最后一个颜色是0xFE而不是0xFF

我怀疑某种舍入错误,但不知道如何...

这是完整的代码:

from OpenGL.GL import *
from OpenGL.GLU import *
from OpenGL.GLUT import *

from OpenGL.arrays import vbo
from OpenGL.GL import shaders
from numpy import *

def checkboard(size = 512, cell = 32):
    bitmap = zeros(size * size, 'u8')
    bitmap.shape = (size, size)
    current_color = 0

    for y in range(0, size, cell):
        for x in range(0, size, cell):
            bitmap[y : y + cell, x : x + cell] = current_color
            current_color += 1

    palette = array([[a, a, a, 255] for a in range(256)], 'u8')

    return bitmap, palette

def reshape(w, h):
    glutDisplayFunc(lambda: display(w, h))
    glutPostRedisplay();

glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA | GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH)
glutInitWindowSize(512, 512)
glutCreateWindow("Hello World :'D")

### init code

# vbo
quad = (0.0, 0.0, 512.0, 512.0)
tex = (0., 0., 1., 1.)

my_vbo = vbo.VBO(
        array( [
            ( quad[0], quad[1], 0, tex[0], tex[1]),
            ( quad[0], quad[3], 0, tex[0], tex[3]),
            ( quad[2], quad[3], 0, tex[2], tex[3]),
            ( quad[2], quad[1], 0, tex[2], tex[1])
        ],'f,f,f,f,f')
    )

# texture
bitmap, palette = checkboard()
height, width = bitmap.shape
f_image = (array(bitmap, 'f') + .4) / 256.0

# Image to be displayed
image_id = glGenTextures(1)
glEnable(GL_TEXTURE_2D)
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, image_id)
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_ALPHA, width, height, 0,
             GL_ALPHA, GL_FLOAT, f_image)
glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST)
glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST)
glActiveTexture(GL_TEXTURE0)

# palette
f_palette = (palette / float32(255))

palette_id = glGenTextures(1)
glEnable(GL_TEXTURE_1D)
glBindTexture(GL_TEXTURE_1D, palette_id)
glTexImage1D(GL_TEXTURE_1D, 0, GL_RGBA, 256, 0,
             GL_RGBA, GL_FLOAT, f_palette)
glTexParameterf(GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST)
glTexParameterf(GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST)
#glActiveTexture(GL_TEXTURE1)

# shaders
VERTEX_SHADER = shaders.compileShader("""#version 330

layout(location = 0) in vec4 position;
uniform vec2 offset ;

void main()
{
      gl_FrontColor = gl_Color;
      gl_TexCoord[0].xy = gl_MultiTexCoord0.xy;
      gl_Position = vec4((offset.x + position.x - 256) / 256, (256 - offset.y - position.y)/256, 0.0, 1.0);
}""", GL_VERTEX_SHADER)

FRAGMENT_SHADER = shaders.compileShader("""#version 330
    uniform sampler2D texture; 
    uniform sampler1D palette;

    void main() 
    { 
        vec2 uv = gl_TexCoord[0].xy; 
        vec4 color = texture2D(texture, uv); 
        gl_FragColor = texture1D(palette, color.a) ;
    }""", GL_FRAGMENT_SHADER)

shader = shaders.compileProgram(VERTEX_SHADER,FRAGMENT_SHADER)

# uniform variables
offset_uniform_loc = glGetUniformLocation(shader, "offset")
texture_uniform_loc = glGetUniformLocation(shader, 'texture' )
palette_uniform_loc = glGetUniformLocation(shader, 'palette' )


def display(w, h):
    """Render the geometry for the scene."""
    glViewport(0, 0, w, h)
    glMatrixMode(GL_PROJECTION)
    glLoadIdentity()
    glOrtho(0, w, 0, h, -1, 1)

    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity()

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT)

    glEnable( GL_TEXTURE_2D )
    glActiveTexture( GL_TEXTURE0 )
    glBindTexture( GL_TEXTURE_2D, image_id)

    glEnable( GL_TEXTURE_1D )
    glActiveTexture( GL_TEXTURE1 )

    shaders.glUseProgram(shader)
    shaders.glUniform1i(texture_uniform_loc, 0)
    shaders.glUniform1i(palette_uniform_loc, 1)
    shaders.glUniform2f(offset_uniform_loc, 0, 0)

    try:
        my_vbo.bind()
        try:
            glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY)
            glEnableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY)
            glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 20, my_vbo)
            glTexCoordPointer(2, GL_FLOAT, 20, my_vbo + 12)

            glBindTexture( GL_TEXTURE_1D, palette_id)
            glDrawArrays(GL_QUADS, 0, 4)
        finally:
            my_vbo.unbind()
            glDisableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY)
            glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY)
    finally:
        shaders.glUseProgram( 0 )

    glutSwapBuffers()


glutReshapeFunc(reshape)
glutIdleFunc(glutPostRedisplay)
glutMainLoop()

Answer 1

用GL_CLAMP_TO_EDGE你的纹理的GL_TEXTURE_WRAP_S.

发生此问题的部分原因是纹理坐标1.0引用了超出最后一个纹素中心的位置.夹紧到边缘将使得您的坐标被夹紧到S方向上的边缘纹理像素的中心.

对纹理进行采样时,如果坐标未指向精确的纹理像素中心,则过滤器模式和换行行为将指示从中提取纹素的位置.默认情况下,OpenGL使用重复模式,因此距离纹理坐标接近1.0的最近邻居(最近的纹理像素中心)可能来自纹理的另一侧(重复).对于普通图像,您可能甚至没有注意到这种行为,但是当您环绕查找表的另一侧时,不连续性可能非常明显.

这是一个说明这一点的图表:

http://i.msdn.microsoft.com/dynimg/IC83860.gif

请注意纹理坐标1.0实际上是指调色板条目3和0之间的边界？

简短的版本是如果您的范围是从0.0到1.0,那么您的纹理坐标都没有引用纹素中心,您可以轻松地取样错误的纹素.您需要调整坐标,以便不使用每个调色板条目的纹理边界.

或者,由于您使用的是GLSL≥130,因此您可以完全使用texelFetch (...)和跳过所有这些规范化纹理坐标无意义.如果你想使用它的a组件获得纹理的调色板条目,那么尝试这样的事情:

gl_FragColor = texelFetch (palette, (int)(texture2D (texture, uv).a * 255.0), 0);

这将显式获取整数索引给出的纹素.您不必担心最近邻居,包裹模式,过滤等.