iOS中的片段着色器中奇怪的GLSL浮點顏色值

Question

我想在iPad2上編寫一個簡單的GLSL片段着色器，並且我遇到了一個奇怪的問題，OpenGL似乎代表了一個8位「紅色」值，作爲紋理上傳的一部分，像素值已被轉換爲浮點數。我想要做的是傳入一個包含大量8位表索引和實際像素值的32bpp表的紋理。

我的紋理數據看起來是這樣的：

// Lookup table stored in a texture 

    const uint32_t pixel_lut_num = 7; 
    uint32_t pixel_lut[pixel_lut_num] = { 
    // 0 -> 3 = w1 -> w4 (w4 is pure white) 
    0xFFA0A0A0, 
    0xFFF0F0F0, 
    0xFFFAFAFA, 
    0xFFFFFFFF, 
    // 4 = red 
    0xFFFF0000, 
    // 5 = green 
    0xFF00FF00, 
    // 6 = blue 
    0xFF0000FF 
    }; 

    uint8_t indexes[4*4] = { 
    0, 1, 2, 3, 
    4, 4, 4, 4, 
    5, 5, 5, 5, 
    6, 6, 6, 6 
    }; 

然後每個紋理被綁定和紋理數據被上傳，像這樣：

GLuint texIndexesName; 
    glGenTextures(1, &texIndexesName); 
    glActiveTexture(GL_TEXTURE0); 
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texIndexesName); 

    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR); 
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST); 
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE); 
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE); 

    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RED_EXT, width, height, 0, GL_RED_EXT, GL_UNSIGNED_BYTE, indexes); 

    GLuint texLutName; 
    glGenTextures(1, &texLutName); 
    glActiveTexture(GL_TEXTURE1); 
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texLutName); 

    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR); 
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST); 
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE); 
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE); 

    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, pixel_lut_num, 1, 0, GL_BGRA_EXT, GL_UNSIGNED_BYTE, pixel_lut); 

我相信紋理設置和均勻值按預期工作，因爲片段着色器主要與以下代碼一起工作：

varying highp vec2 coordinate; 
uniform sampler2D indexes; 
uniform sampler2D lut; 

void main() 
{ 
    // normalize to (RED * 42.5) then lookup in lut 
    highp float val = texture2D(indexes, coordinate.xy).r; 
    highp float normalized = val * 42.5; 
    highp vec2 lookupCoord = vec2(normalized, 0.0); 
    gl_FragColor = texture2D(lut, lookupCoord); 
} 

上面的代碼需要8位索引，並在lut中查找32bpp BGRA像素值。我不明白的部分是在OpenGL中定義了這個42.5值。我通過反覆試驗發現了這個比例值，並且我已經確認每個像素的輸出顏色是正確的（意味着每個查找表查找的索引是正確的）與42.5值。但是，OpenGL究竟如何提供這個值呢？

查看此OpenGL man page，我發現在將8位「索引」值轉換爲OpenGL內部使用的浮點值時似乎使用了兩個顏色常量GL_c_SCALE和GL_c_BIAS。這些常量在哪裏定義，我如何在運行時或編譯時查詢這些值？ 「索引」表的實際浮點值是否是真正的問題？我不知道爲什麼texture2D（indexes，...）調用返回這個時髦的值，有沒有其他方法可以獲得適用於iOS的索引的int或float值？我試着看一維紋理，但他們似乎並不支持。

Answer 1

您的顏色索引值將作爲8Bit UNORM訪問，因此範圍[0,255]被映射到浮點區間[0,1]。當您訪問LUT紋理時，texcoord範圍也是[0,1]。但目前，你只有7寬度所以42.5您的魔法值，你結束了以下內容：

INTEGER INDEX: 0: FP: 0.0 -> TEXCOORD: 0.0 * 42.5 == 0.0 
INTEGER INDEX: 6: FP: 6.0/255.0 -> TEXCOORD: (6.0/255.0) * 42.5 == 0.9999999... 

該映射接近，但不是100％正確的，雖然，因爲你不圖到texel中心。 爲了得到正確的映射（見this answer瞭解詳細信息），就需要這樣的：

INTEGER INDEX: 0: FP:   0.0 -> TEXCOORD: 0.0 + 1.0/(2.0 *n) 
INTEGER INDEX: n-1: FP: (n-1)/255.0 -> TEXCOORD: 1.0 - 1.0/(2.0 *n) 

其中n是從上面的代碼pixel_lut_size。

因此，一個單一的比例值是不夠的，你實際上需要一個額外的偏移量。正確的價值觀是：

scale= (255 * (1 - 1/n))/(n-1) == 36.428... 
offset= 1/(2.0*n)     == 0.0714... 

一件事：你souldn't使用GL_LINEAR的LUT縮小紋理過濾器。