从 SDL2 表面创建 OpenGL 纹理 - 奇怪的像素值

Question

我正在尝试使用 SDL2 为波前对象的 OpenGL 渲染加载纹理（目前我正在使用固定管道进行测试，但我最终计划转向着色器）。问题是加载的纹理应用于四边形（以及使用纹理右下角一小部分的模型）看起来像这样：

_{（来源：image-upload.de）}

This is the texture I used

当使用 SDL 函数绘制图像时，图像加载良好并且看起来非常正常，因此可能是转换为 OGL 纹理时损坏了。请注意，我启用了 alpha 混合，并且纹理仍然完全不透明 - 所以这些值不是完全随机的，也可能不是未初始化的内存。 这是我用于转换表面的代码（由本网站上的各种教程和问题拼凑而成）：

GLuint glMakeTexture(bool mipmap = false, int request_size = 0) { // Only works on 32 Bit Surfaces
    GLuint texture = 0;
    if ((bool)_surface) {
        int w,h;
        if (request_size) { // NPOT and rectangular textures are widely supported since at least a decade now; you should never need this...
            w = h = request_size;
            if (w<_surface->w || h<_surface->h) return 0; // No can do.
        } else {
            w = _surface->w;
            h = _surface->h;
        }

        SDL_LockSurface(&*_surface);
        std::cout<<"Bits: "<<(int)_surface->format->BytesPerPixel<<std::endl;

        Uint8 *temp = (Uint8*)malloc(w*h*sizeof(Uint32)); // Yes, I know it's 4...
        if (!temp) return 0;

        // Optimized code
        /*for (int y = 0; y<h; y++) { // Pitch is given in bytes, so we need to cast to 8 bit here!
            memcpy(temp+y*w*sizeof(Uint32),(Uint8*)_surface->pixels+y*_surface->pitch,_surface->w*sizeof(Uint32));
            if (w>_surface->w) memset(temp+y*w*sizeof(Uint32)+_surface->w,0,(w-_surface->w)*sizeof(Uint32));
        }
        for (int y = _surface->h; y<h; y++) memset(temp+y*w*sizeof(Uint32),0,w*sizeof(Uint32));
        GLenum format = (_surface->format->Rmask==0xFF)?GL_RGBA:GL_BGRA;*/

        // Naive code for testing
        for (int y = 0; y<_surface->h; y++)
            for (int x = 0; x<_surface->w; x++) {
                int mempos = (x+y*w)*4;
                SDL_Color pcol = get_pixel(x,y);
                temp[mempos] = pcol.r;
                temp[mempos+1] = pcol.g;
                temp[mempos+2] = pcol.b;
                temp[mempos+3] = pcol.a;
            }
        GLenum format = GL_RGBA;

        SDL_UnlockSurface(&*_surface);

        glGenTextures(1, &texture);
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);
        if (mipmap) glTexParameteri(texture, GL_GENERATE_MIPMAP, GL_TRUE);
        glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, format, w, h, 0, format, GL_UNSIGNED_BYTE, temp);
        if (mipmap) glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR);
        else glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
        glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);

        free(temp); // Always clean up...
    }
    return texture;
}

编辑：_surface 实际上是 SDL_Surface 的 std::shared_ptr。因此，&* 当（取消）锁定它时。

顺便说一句，SDL 声称表面在我的机器上被格式化为 32 位 RGBA，我已经检查过了。

绑定纹理和绘制四边形的代码在这里：

glEnable(GL_TEXTURE_2D);
glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D,_texture[MAP_KD]);

static bool once = true;
if (once) {
    int tex;
    glGetIntegerv(GL_TEXTURE_BINDING_2D, &tex);
    bool valid = glIsTexture(tex);
    std::cout<<tex<<" "<<valid<<std::endl;
    once = false;
}
glBegin(GL_TRIANGLE_STRIP);
    //glColor3f(1.f,1.f,1.f);
    glNormal3f(0,1,0);
    glTexCoord2f(0.f,0.f); glVertex3f(0,0,0);
    glTexCoord2f(0.f,1.f); glVertex3f(0,0,1);
    glTexCoord2f(1.f,0.f); glVertex3f(1,0,0);
    glTexCoord2f(1.f,1.f); glVertex3f(1,0,1);
glEnd();

斧头是稍后从索引列表中绘制的；代码太长了，不能在这里分享（此外，除了纹理之外，它工作得很好）。

我还尝试了许多将_surface->pixels 传递给glTexImage2D() 的教程中的简单方法，但这也无济于事（而且我听说这是错误的方法，因为pitch!=width* BytesPerPixel）。 顺便说一句（正如预期的那样），注释掉的“优化”代码看起来完全相同。为了更好的测试，我写了下半部分。将所有像素设置为特定颜色或使纹理部分透明按预期工作，因此我假设 OpenGL 正确加载 temp 中的值。可能是我对 SDL2 Surfaces 内存布局的理解搞砸了。

最终编辑：解决方案（重置 GL_UNPACK_ROW_LENGTH 是关键，感谢 Peter Clark）：

GLuint glTexture(bool mipmap = false) {
    GLuint texture = 0;
    if ((bool)_surface) {
        GLenum texture_format, internal_format, tex_type;
        if (_surface->format->BytesPerPixel == 4) {
            if (_surface->format->Rmask == 0x000000ff) {
                texture_format = GL_RGBA;
                tex_type = GL_UNSIGNED_INT_8_8_8_8_REV;
            } else {
                texture_format = GL_BGRA;
                tex_type = GL_UNSIGNED_INT_8_8_8_8;
            }
            internal_format = GL_RGBA8;
        } else {
            if (_surface->format->Rmask == 0x000000ff) {
                texture_format = GL_RGB;
                tex_type = GL_UNSIGNED_BYTE;
            } else {
                texture_format = GL_BGR;
                tex_type = GL_UNSIGNED_BYTE;
            }
            internal_format = GL_RGB8;
        }

        int alignment = 8;
        while (_surface->pitch%alignment) alignment>>=1; // x%1==0 for any x
        glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT,alignment);

        int expected_pitch = (_surface->w*_surface->format->BytesPerPixel+alignment-1)/alignment*alignment;
        if (_surface->pitch-expected_pitch>=alignment) // Alignment alone wont't solve it now
            glPixelStorei(GL_UNPACK_ROW_LENGTH,_surface->pitch/_surface->format->BytesPerPixel);
        else glPixelStorei(GL_UNPACK_ROW_LENGTH,0);

        glGenTextures(1, &texture);
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);

        glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, internal_format, _surface->w, _surface->h, 0, texture_format, tex_type, _surface->pixels);
        if (mipmap) {
            glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);
            glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR);
        } else {
            glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_BASE_LEVEL, 0);
            glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAX_LEVEL, 0);
            glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
        }
        glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);

        glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT,4);
        glPixelStorei(GL_UNPACK_ROW_LENGTH,0);
    }
    return texture;
}

Answer 1

像素存储对齐

您需要告诉 OpenGL 图像与glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, [1,2,4,8]) 的对齐方式。这将是 2 的最大幂，它是音高到 8 的除数。如果它不是可接受的值之一，您可能必须另外设置 GL_UNPACK_ROW_LENGTH - 请参阅 this answer for more details and advice on that topic。需要注意的一点 - GL_UNPACK_ROW_LENGTH 是行长度以像素为单位，而SDL_Surface::pitch 是行长度以字节为单位。最重要的是，您必须确保设置 internal_format、format 和 pixel_type 以匹配 SDL_Surface 包含的内容。 One more resource on this topic.

“完整”纹理

您也没有创建complete texture when not using mipmaps。要创建没有 mipmap 的“完整”纹理（可以读取或写入的纹理），您必须使用 glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAX_LEVEL, 0) 指定最大 mipmap 级别为 0（基本图像），因为默认值为 1000。

请注意：您正在使用 glTexParameteri(texture, GL_GENERATE_MIPMAP, GL_TRUE) 自动生成 mipmap。虽然这应该可行（虽然我不熟悉它），但 be aware that this method is deprecated 在现代 OpenGL 中支持 glGenerateMipmaps。

一个可能的解决方案

// Load texture into surface...
// Error check..
// Bind GL texture...

// Calculate required align using pitch (largest power of 2 that is a divisor of pitch)

glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, align);
//glPixelStorei(GL_UNPACK_ROW_LENGTH, row_length); // row_length = pitch / bytes_per_pixel

glTexImage2D(
  GL_TEXTURE_2D, 
  0, 
  internal_format,
  sdl_surface->w,
  sdl_surface->h,
  0, 
  format,
  pixel_type, 
  sdl_surface->pixels);
// Check for errors

if(use_mipmaps)
{
  glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);
  // Check for errors

  glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, /* filter mode */);
  glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, /* filter mode */);
  // Check for errors
}
else
{
  // This makes the texture complete 
  glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_BASE_LEVEL, 0);
  glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAX_LEVEL, 0);

  glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, /* filter mode */);
  glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, /* filter mode */);
  // Check for errors
}

// Potentially reset GL_UNPACK_ALIGNMENT and/or GL_UNPACK_ROW_LENGTH to their default values
// Cleanup

错误检查

请注意，在我标记为Check for errors 的地方使用glGetError() 添加一些错误检查并不是一个坏主意。如果有错误，您也许可以打印错误，然后放置一个断点/断言。我通常为此使用宏，因此我可以禁用发布版本中的大多数错误检查 - 效果如下：

#ifdef MYPROJ_GRAPHICS_DEBUG
#define ASSERT_IF_GL_ERROR \
{ \
  GLenum last_error = glGetError(); \
  if(last_error != GL_NO_ERROR); \
  { \
    printf("GL Error: %d", last_error); \
  } \
  __debugbreak(); // Visual Studio intrinsic - other compilers have similar intrinsics
} 
#else
#define ASSERT_IF_GL_ERROR
#endif

进行错误检查总是一个好主意，它可能会揭示一些关于它发生了什么的信息。不过，由于听起来驱动程序在某些未定义的行为后崩溃了，所以在这种情况下它可能不会。

一种可能的选择

我认为值得一提的是，在回答这个问题之前我并不知道这个问题。我没有遇到它，因为我通常使用stb_image 来加载纹理。我提出这个问题的原因是stb_image 的文档中声明“无论格式如何，图像扫描线之间或像素之间都没有填充。”，意思是stb_image 处理它为你。如果您可以控制必须加载的图像（例如，如果您正在制作游戏并控制资产的创建）stb_image 是另一个图像加载选项。