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，它们都会在着色器中引用，例如uniform sampler2D tex1;或uniform sampler2D tex2;但是我不太确定如何正确使用相关的 GL 调用。

初始化

首先，如何创建这两个纹理？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glGenTextures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? */);

总而言之，我不明白一方面拥有多个纹理单元有什么意义，另一方面能够通过调用创建多个纹理，glGenTextures以及如果我需要多个纹理，正确的方法是什么一个着色器程序。

渲染期间的使用

作为后续问题，如果我使用正确的方式初始化了多个纹理，那么激活两个纹理在调用期间变为活动状态的正确调用顺序是什么，glDrawElements以及成功更新纹理的正确调用顺序是什么运行glTexSubImage2D？

跟进问题

现在更进一步，如果我在渲染调用中使用多个不同的着色器程序并且所有这些程序都使用纹理，应该如何处理？每个着色器程序的每个纹理是否应该使用唯一的纹理单元？

Answer 1

如果您想在一个着色器程序中使用多个二维纹理，那么您必须将不同的纹理对象绑定到不同的纹理单元。当生成纹理名称（值）（ ）或指定纹理图像（ ）时，
不必选择正确的纹理单元（ ），但纹理必须在对象（ ）之前绑定到正确的纹理单元。 mesh）是使用着色器程序绘制的。glActiveTextureglGenTexturesglTexImage2D

着色器程序中的纹理采样器uniform与纹理对象的绑定是通过将​​纹理绑定到纹理单元并将纹理单元的编号设置为uniform变量来实现的。

制服的值可以通过以下方式设置glUniform1i

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

或在着色器中通过绑定点布局限定符：

layout(binding = 0) uniform sampler2D tex1;

layout(binding = 1) uniform sampler2D tex2;

由于绑定点为 0 和 1，因此在使用着色器程序绘制几何体之前，必须将纹理对象绑定到纹理单元 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(...);

但当纹理被“创建”时，没有必要分别选择纹理单元 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，然后再绑定它们就多余了。但请注意，glGenTextures不会创建纹理对象，它只是保留可用于纹理对象的名称（值）。当名称（值）第一次通过 绑定到纹理目标时，将创建纹理glBindTexture。这意味着glBindTexture如果纹理不存在或使用现有纹理，则创建纹理。glTexImage2D指定、创建并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。您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），则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。如果纹理对象仍然绑定到纹理单元，则无需再次绑定它：

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。如果您有很多纹理，则不可能将每个纹理对象绑定到不同的纹理单元。但是，如果您有 2 个纹理对象和不同的着色器程序，则可以方便地将 2 个纹理对象绑定到不同的纹理初始化，并在每个着色器程序中（重新）使用相同的绑定点。