glTexImage2D 何时发生钳位

Posted 2023-02-22

【中文标题】glTexImage2D 何时发生钳位

【英文标题】：glTexImage2D When Exactly Does Clamping Happen

【发布时间】：2014-02-02 22:37:22

【问题描述】：

我见过 (several) (semi)-(related) (posts) (about) 这个，但没有人直接回答以下问题：

glTexImage.D 究竟何时将输入值钳制为 [0,1]？

文档似乎暗示它总是会这样做（除了 GL_DEPTH_STENCIL 可能的例外，我似乎记得它是不允许的，尽管文档不支持这一点）。这就是我目前在我的代码中处理它的方式。

其他链接来源似乎表明，当数据转换为标准化颜色格式时，数据被精确钳制，或者仅在图像格式为整数时才被钳制。为了证实这一点，我测试了一个 GL_RGBAF32 内部格式：负浮点数据被限制为 0，而正数据根本不被限制。

然后是（所有组合）无符号/有符号规范化/非规范化整数内部格式。

那么，什么时候像素解包，特别是glTexImage.D，钳位数据？我对GL_((R|RG|RGB|RGBA)((8|16|32)(|I|UI|_SNORM)|(16F|32F))|DEPTH_COMPONENT(16|24|32))（即所有颜色浮点和整数纹理，以及所有深度纹理）特别感兴趣，但可能应该解决所有内部格式。

【参考方案1】：

从技术上讲，它不需要夹紧任何东西。

定义此行为的一个地方是像素传输操作。换句话说，如果内部格式和您传输到纹理中的数据格式不同，那么可能会发生很多有趣的事情，包括缩放/钳制到某个范围。如果您正确匹配内部格式和像素传输格式，您可以避免图像数据的隐式标准化和钳位，因为不需要转换。

当然，像素传输只是钳位的一种来源。在 GL4.3 中，您可以在多个纹理对象之间共享底层数据存储，并使用 texture views 更改兼容图像类的内部格式（例如任何 32 位纹理格式）。例如，这可用于在采样时将 UNORM 图像数据重新解释为 SNORM。

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我可能应该解释一下GL_RGB8 之类的东西是定点的……更具体地说，它是无符号归一化（UNORM）。如果您要使用GL_RGBA 作为像素传输格式和GL_UNSIGNED_BYTE 作为数据类型将图像数据传输到GL_RGBA32F 图像，GL 会将其解释为从GL_RGBA8（源格式）到GL_RGBA32F（内部格式）。

在 GLES 中，您必须始终匹配这些格式，因为像素传输转换未定义。但是，在桌面 GL 中，此示例将仅生成 [0.0, 1.0] 范围内的值。如果您希望范围为 [-1.0, 1.0]，则需要使用 SNORM 格式。

如果您尝试从具有不同内部格式和目标格式的纹理中读取，它也可以反过来工作。如果您想在纹理中输入/输出正确的值，则需要避免像素传输转换。

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OpenGL 4.4 Core Profile Specification - 8.5 纹理图像规范 - pp. 183

8.4.4.2 转换为浮点数

此步骤仅适用于浮点组件组。它不在索引或整数分量上执行。对于同时包含组件和索引的组，例如GL_DEPTH_STENCIL，不会转换索引。

组中的每个元素都转换为浮点值。对于无符号或有符号整数元素，方程 2.1 或 2.2 分别是用过。

该规范稍后会进一步阐明所有类别的图像数据的这种行为：

OpenGL 4.4 Core Profile Specification - 8.5 纹理图像规范 - pp. 184

按照部分 8.4.4中的描述将所选组传输到GL，然后钳制到内部格式的可表示范围.如果纹理的内部格式是有符号或无符号整数，则组件被限制为 [-2^n-1, 2^n-1 - 1] 或 [0, 2ⁿ - 1]，其中 n 是每个分量的位数.对于颜色分量组，如果纹理的内部格式是有符号或无符号归一化定点，则分量被钳制为 [-1, 1] 或 [0 、1]。对于深度组件组，深度值被限制为 [0, 1]。否则，不会修改值。模板索引值被 2ⁿ - 1 屏蔽，其中 n 是内部格式分辨率中的模板位数（见下文）。如果基本内部格式是GL_DEPTH_STENCIL 并且格式不是GL_DEPTH_STENCIL，则模板索引纹理组件的值未定义。