OpenGL中纹素和屏幕像素之间的一对一映射

Question

我正在使用OpenGL进行以下操作。 我的屏幕大小为512 * 512。 我有一个与屏幕大小相同的纹理。 我想绘制一个覆盖整个屏幕的四边形，并建立像素和纹素之间的一对一映射，以便我可以在着色器中使用屏幕坐标做 texelFetch 。

首先，如果我像下面这样设置四边形的角落：

(-1, 1)+-----------+(1,1)
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(-1,-1)+-----------+(1,-1)

并将它们对应的纹理坐标设置为：

(0,511)+-----------+(511,511)
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(0,  0)+-----------+(511,0)

我刚使用了以下片段着色器，尝试为其四个边界分配不同的颜色，却只显示了白屏：

#version 330

in vec2 fUV;                              // sent from vertex shader

out vec4 color;

void main() {
    if (fUV.x == 0)                       // leftmost
        color = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);
    else if (fUV.y == 0)                  // bottom
        color = vec4(0.0, 1.0, 0.0, 1.0);
    else if (fUV.x == 511)                // rightmost
        color = vec4(0.0, 0.0, 1.0, 1.0);
    else if (fUV.y == 511)                // top
        color = vec4(1.0, 0.0, 1.0, 1.0);
    else                                  // otherwise
        color = vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);

    // check if uv equals an integer
    if (fUV.y == 100)
        color = vec4(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
}

这意味着所有的相等性测试都失败了。

其次，如果我对所有的 -1 坐标添加半像素宽度偏移量 d= 1.0 / 512：

(-1+d, 1 )+-----------+(1,1)
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(-1+d,-1+d)+-----------+(1,-1+d)

在保持其他内容不变的情况下，我在屏幕上画出了最左边的红线。

我得到的结果真的很令人困惑。为什么只有最左边的列被绘制，而底部行没有呢？

我想知道如何绘制四边形并设置它们的坐标，以便我可以在像素和纹理元素之间建立一对一的映射。

- shapeare

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不应该使用“==”运算符进行浮点数比较。请使用“abs(fUV.x - 511) < 0.001”。 - James Poag

Answer 1

你将像素错误地解释为点。默认情况下，OpenGL将它们视为以中心为半整数坐标的正方形。这意味着如果您提交以下纹理坐标：

(0,511)+-----------+(511,511)
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(0,  0)+-----------+(511,0)

接着，在屏幕坐标(511, 0)的右下角片段将被采样，其采样坐标为(511.5,0.5)，并且将插值纹理坐标，得到(510.501, 0.499023)。

有几种方法可以实现您的目标。

1. Use the following texture coordinates and truncate:

   (0,512)+-----------+(512,512)
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   (0,  0)+-----------+(512,0)
   

   Now interpolating the coordinates at (511.5, 0.5) gives (511.5, 0.5), and truncating to integers gives (511, 0), which is the coordinates of the pixel for texelFetch.

2. Use gl_FragCoord.xy instead of texture coordinates. It contains the same numbers as the interpolated texture coordinates in the previous item.

3. Use normalized [0,1] texture coordinates and texture instead of texelFetch for lookup:

   (0,1)+-----------+(1,1)
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   (0,0)+-----------+(1,0)
   

   If your viewport is exactly of the same size as the texture then this will establish an exact mapping between pixels and texels.

   This approach is the most flexible and I highly recommend it to the others.

- Yakov Galka