用OpenGL的Image特性实现纹理数据的直接读写操作

最新推荐文章于 2025-04-28 09:38:28 发布

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#opengl #image #atomic

本文介绍了OpenGL的Image特性，它允许在Compute Shader和Fragment Shader中直接读写纹理数据，简化了通用计算的数据输出。文章详细讲解了如何在OpenGL环境端定义和传入Image，以及在GLSL端的定义和使用，特别是Atomic操作用于解决并发写入时的访问冲突。此外，还探讨了如何处理不同数据类型的转换问题。

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OpenGL的Image特性简介

Image是在OpenGL 4.2成为core标准的，大概目标是用于通用计算，因此它只能在Compute Shader和Fragment Shader里使用。它跟一个特定的纹理绑定在一起，所进行的操作会直接影响这个纹理。
纹理在glsl里是sampler，是只能读不能写的，以前要实现通用计算的数据输出，就得建一个FBO，绑定一张跟源纹理一样大的新纹理，把计算结果画上去。这样的绘制有其局限性，比方说读取数据可以用纹理坐标指定，但是写入数据的位置却是不能任意指定的，只能是当前绘制的像素，在许多方面有其不便之处。
Image的引入就使得事情变得比较简单了。Image绑定的纹理可以直接指定Image坐标写入，使得更为复杂的操作成为可能。不过由于坐标可以任意指定，就可能出现两组数据同时指定同一个坐标的可能，造成访问冲突。因此Image还有一个Atomic操作的机制用于解决访问冲突。
Compute Shader由于其特殊性，不会对当前的Color Buffer进行任何写入，因此数据的输出必然要借助Image，大概这是Image出现的一个最重要的原因吧。

Image的使用

OpenGL环境端

Image定义

首先一张纹理是必须的。纹理生成之后，使用glBindImageTexture命令来建立一个Image。原型如下：

void glBindImageTexture(GLuint unit, GLuint texture, GLint level, GLboolean layered, GLint layer, GLenum access, GLenum format)

这里有几个重要参数。
其中要重点注意的是unit，这个参数可以看成是Image的编号。Wiki里说只有Compute Shader和Fragment Shader支持非零个Image Unit，意思就是只有这两个Shader才能用Image的意思了吧。具体支持几个可以用GL_MAX_*_IMAGE_UNIFORMS来查询，星号指的是Shader。一般而言，编号从0开始呗，至少能用8个，一般也够了吧。
另外一个就是access，有GL_READ_ONLY, GL_WRITE_ONLY和