如何在 OpenGL 中正确地正交渲染纹理？

Question

我正在尝试在正交投影中渲染 2D 纹理。
让我知道出了什么问题。
宽度和高度是 128，视图是 256px 宽和高，所以我希望纹理缩放 2 倍。
但我得到的只是：

代码：

@interface ModNesOpenGLView : NSOpenGLView {
   @public
      char *pixels;
      int width;
      int height;
      int zoom;
}
- (void) drawRect: (NSRect) bounds;
- (void) free;
@end

@implementation ModNesOpenGLView

-(void) awakeFromNib {
   self->pixels = malloc( self->width * self->height * 3 );
   memset( (void *)self->pixels, 0, self->width * self->height * 3 );

   for( int y=0; y<self->height; ++y )
   {
      for( int x=0; x<self->width; ++x )
      {
         char r=0,g=0,b=0;
         switch( y%3 ) {
            case 0: r=0xFF; break;
            case 1: g=0xFF; break;
            case 2: b=0xFF; break;
         }
         [self setPixel_x:x y:y r:r g:g b:b];
      }
   }
}

-(void) setPixel_x:(int)x y:(int)y r:(char)r g:(char)g b:(char)b
{
   self->pixels[ ( y * self->width + x ) * 3 ] = r;
   self->pixels[ ( y * self->width + x ) * 3 + 1 ] = g;
   self->pixels[ ( y * self->width + x ) * 3 + 2 ] = b;
}

-(void) drawRect: (NSRect) bounds
{
   glClearColor(0, 0, 0, 0);
   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT );

   glTexImage2D( GL_TEXTURE_2D, 0, 3, self->width, self->height, 0,GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, (GLvoid*) self->pixels );
   glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
   glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST); // GL_LINEAR
   glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP);
   glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP); 
   glEnable(GL_TEXTURE_2D);

//   glTexSubImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0 ,0, 0, self->width, self->height, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, (GLvoid*) self->pixels );

   glBegin( GL_QUADS );
      glTexCoord2d(0.0, 0.0); glVertex2d(0.0,   0.0);
      glTexCoord2d(1.0, 0.0); glVertex2d(self->width, 0.0);
      glTexCoord2d(1.0, 1.0); glVertex2d(self->width, self->height);
      glTexCoord2d(0.0, 1.0); glVertex2d(0.0,   self->height);
   glEnd();

   glFlush();
}

- (void)prepareOpenGL
{
   // Synchronize buffer swaps with vertical refresh rate
   GLint swapInt = 1;
   [[self openGLContext] setValues:&swapInt forParameter:NSOpenGLCPSwapInterval];
}

(^ 代码向下滚动)

我意识到我遗漏了有关投影矩阵和正交投影初始化的所有部分。
我添加了它：

- (void)prepareOpenGL
{
   // Synchronize buffer swaps with vertical refresh rate
   GLint swapInt = 1;
   [[self openGLContext] setValues:&swapInt forParameter:NSOpenGLCPSwapInterval];

   glClearColor(0, 0, 0, 0);
   glMatrixMode(GL_PROJECTION);
   glLoadIdentity();
   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
   glViewport(0, 0, self->width, self->height);
}

然后我得到这个：

我很困惑。

我从这里获得代码：code example

Answer 1

您的问题在于坐标系及其范围。查看您用于绘图的坐标：

glTexCoord2d(0.0, 0.0); glVertex2d(0.0,   0.0);
glTexCoord2d(1.0, 0.0); glVertex2d(self->width, 0.0);
glTexCoord2d(1.0, 1.0); glVertex2d(self->width, self->height);
glTexCoord2d(0.0, 1.0); glVertex2d(0.0,   self->height);

如果不应用变换，OpenGL 坐标系在 x 和 y 方向的范围都是 [-1.0, 1.0]。这意味着 (0.0, 0.0)，即您正在绘制的四边形的左下角，位于屏幕的中心。然后它延伸到右侧和顶部。四边形的大小实际上比窗口大得多，但它显然被剪裁了。

这解释了您发布的原始版本和生成的图片。最后，右上角的象限被填充，只有很小一部分纹理（大约一个纹素）。

然后在更新的代码中，添加以下内容：

glViewport(0, 0, self->width, self->height);

视口决定了您绘制到的窗口部分。既然你说width 和height 是128，并且窗口大小是256x256，这个调用指定你只想在你的窗口的左下角绘制。

由于其他所有内容均未更改，因此您仍会绘制绘图区域的右上象限。因此，您最终会填充窗口左下象限的右上象限，这正是您在第二张图像中所拥有的。

要解决此问题，最简单的方法是不将视口设置为非默认值（删除 glViewport() 调用），并使用 [-1.0, 1.0] 范围内的坐标双向：

glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex2f(-1.0f, -1.0f);
glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex2f( 1.0f, -1.0f);
glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex2f( 1.0f,  1.0f);
glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex2f(-1.0f,  1.0f);

另一个选项是您设置一个转换，将坐标范围更改为您正在使用的值。在您正在使用的旧版 OpenGL 中，这样的事情应该可以工作：

glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
glOrtho(0.0, self->width, 0.0, self->height, -1.0, 1.0);