opengl glsl for循环中使用texture2D导致的问题及for循环注意事项

在特定安卓机型上,使用for循环调用texture2D函数可能导致画面闪屏。本文记录了nova75G设备上遇到的问题及解决方案,探讨了GLSL循环使用限制,避免在非均匀控制流中使用纹理函数。

通常情况下,for循环中使用texture2D,不会出现什么问题,但是安卓的情况比较复杂,部分机型还是出现了问题。现把问题记录一下,可能对其他人有帮助。

  • 机型 : nova 7 5G

  • 系统 : Android 10.0

  • 现象 : 画面闪屏

  • 问题代码段

    ... ...
    for(int i=radius;i>=1;i--)
    {
    	vec2 curBottomCoordinate    = uv+vec2(0.0, float(i))*unit_uv;
    	vec2 curTopCoordinate       = uv+vec2(0.0, float(-i))*unit_uv;
    	sum+=texture2D(Img,curBottomCoordinate).rgb*t_weight[i];
    	sum+=texture2D(Img,curTopCoordinate).rgb*t_weight[i];
    	sum_weight+=t_weight[i]*2.0;
    }
    ... ...
    
  • 问题反馈
    shader不符合spec,提示 “ Some texture functions (non-“Lod” and non-“Grad” versions) may require implicit derivatives. Implicit derivatives are undefined within non-uniform control flow and for vertex texture fetches”

  • 知识点备忘
    以下摘自参考文献,仅供参考。并不是所有平台均不适用。
    在使用 for 循环时也有一些约束,如循环变量的值必须是编译时已知。如下:

    for (int i = 0; i < 3; i++) {
    	sum += i;
    }
    

    在 GLSL 中使用循环时一定要注意:只有一个循环变量,循环变量必须使用简单的语句来增减(如 i++, i–, i+=constant, i-=constant等),循环终止条件也必须是循环变量和常量的简单比较,在循环内部不能改变循环变量的值。
    以下代码是 GLSL 中不支持的循环用法的示例(这里存在疑惑,并不是在所有平台都不适用):

    float myArr[4];
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
      	// 错误, [ ]中只能为常量或 uniform 变量,不能为整数量变量(如:i,j,k)
    	sum += myArr[i]; 
    }
    ...
    uniform int loopIter;
    // 错误, 循环变量 loopIter 的值必须是编译时已知
    for (int i = 0; i < loopIter; i++) {
    	sum += i;
    }
    

参考:
GLSL 详解(基础篇)

OpenGL GLSL 着色器中,宏定义可以通过预处理器指令 `#define` 来定义,并通过条件编译指令(如 `#ifdef`、`#ifndef`、`#endif`)来控制代码的启用与禁用。宏定义通常用于启用或禁用某些功能、配置渲染特性、或根据平台差异调整代码路径。 ### 定义宏 在 GLSL 着色器代码中,使用 `#define` 指令可以定义一个宏: ```glsl #define USE_TEXTURE ``` 该宏可以在后续代码中被引用,也可以用于条件编译: ```glsl #ifdef USE_TEXTURE uniform sampler2D tex; varying vec2 v_TexCoord; #endif ``` ### 使用宏进行条件编译 宏定义可以带参数,类似于函数宏,例如: ```glsl #define PI 3.14159265358979323846 #define saturate(x) clamp(x, 0.0, 1.0) ``` 然后可以在着色器中使用: ```glsl float angle = PI * 0.5; float value = saturate(angle - 1.0); ``` ### 从外部定义宏 有时需要在应用程序代码中(例如 OpenGL 应用)动态定义宏,以便在不同平台上启用或禁用某些功能。这可以通过在编译着色器之前将宏定义插入到着色器源码的最前面来实现。 例如,在 C++ 中构建 GLSL 源码时: ```cpp std::string shaderSource = "#define USE_TEXTURE\n" + shaderCode; ``` 这样可以在不修改着色器文件内容的情况下启用特定功能。 ### 多个宏定义和组合使用 多个宏可以同时定义,并通过 `#if defined(...)` 或 `#ifdef` 进行组合判断: ```glsl #if defined(USE_TEXTURE) && defined(USE_LIGHTING) // 同时启用纹理和光照的代码 #elif defined(USE_TEXTURE) // 仅启用纹理的代码 #else // 默认情况下的代码 #endif ``` ### 示例:带宏定义的完整片段着色器 ```glsl #version 460 core #define PI 3.14159265358979323846 #define USE_TEXTURE in vec2 TexCoord; out vec4 FragColor; #ifdef USE_TEXTURE uniform sampler2D ourTexture; #endif void main() { #ifdef USE_TEXTURE FragColor = texture(ourTexture, TexCoord); #else FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0); // 默认红色 #endif } ``` ### 注意事项 - 宏定义不会占用运行时资源,它们在编译阶段被替换或移除。 - 宏定义不能递归展开。 - 避免宏名与变量名冲突。 - 使用宏时应保持代码可读性,避免过度使用复杂的宏逻辑。 ---
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