OpenGL：关于使用多个纹理或纹理单元的一些说明

Question

我需要在我的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，它们都在 uniform sampler2D tex1; 或 uniform sampler2D tex2; 等着色器中引用，但是我不确定如何正确使用相关的 GL 调用。

初始化

首先，我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以及通过调用glGenTextures 创建多个纹理的能力有什么意义，以及正确的方法是什么如果我需要在着色器程序中使用多个纹理。

渲染期间的使用

作为后续问题，如果我以正确的方式初始化了多个纹理，在调用 glDrawElements 期间激活两个纹理以激活的正确调用顺序是什么？调用的正确顺序是什么在运行时成功更新纹理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它们都使用纹理，应该如何处理？每个着色器程序的每个纹理都应该使用唯一的纹理单元吗？

Answer 1

如果您想在一个着色器程序中使用多个二维纹理，则必须将不同的纹理对象绑定到不同的纹理单元。
生成纹理名称（值）（glGenTextures）或指定纹理图像（glTexImage2D）时，不必选择正确的纹理单元（glActiveTexture），但必须绑定纹理在使用着色器程序绘制对象（网格）之前到适当的纹理单元。

shader程序中的纹理采样器uniform与纹理对象的绑定是通过将​​纹理绑定到一个纹理单元，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glUniform1i来设置

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

或通过 Binding point 布局限定符在着色器中：

layout(binding = 0) uniform sampler2D tex1;

layout(binding = 1) uniform sampler2D tex2;

由于绑定点是 0 和 1，纹理对象必须绑定到纹理单元 0 (GL_TEXTURE0) 和 1 (GL_TEXTURE1)，然后才能使用着色器程序绘制几何图形：

glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texName[0]);
glActiveTexture(GL_TEXTURE1);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texName[1]);

glDrawElements(...);

但在“创建”纹理时，不必选择纹理单元 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);

当然你可以在创建纹理之前选择一个纹理单元，然后再绑定它们是多余的。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glBindTexture 绑定到纹理目标时，将创建纹理。这意味着glBindTexture 会在纹理不存在或使用现有纹理时创建它。 glTexImage2D 指定、创建和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);

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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”纹理单元（当前纹理单元是全局状态）。所以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：

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（重新）在每个着色器程序中使用相同的绑定点。