与常规缓冲区和制服相比，OpenGL 纹理单元背后的原因是啥？

Posted 2023-02-22

【中文标题】与常规缓冲区和制服相比，OpenGL 纹理单元背后的原因是啥？

【英文标题】：What is the reasoning behind OpenGL texture units as opposed to regular buffers and uniforms?与常规缓冲区和制服相比，OpenGL 纹理单元背后的原因是什么？

【发布时间】：2017-08-27 15:08:54

【问题描述】：

我对 OpenGL API 非常陌生，刚刚发现了纹理以及如何使用它们。生成的纹理缓冲区的绑定方式与常规制服的绑定方式不同，而是使用glActiveTexture，然后进行绑定，而不是像我们使用其他常量那样仅通过glUniform 将纹理提供给着色器。

这个约定背后的原因是什么？

我能想到的唯一原因是利用显卡的全部潜力和纹理处理能力，而不是直接绑定缓冲区。这是正确的推理，还是仅仅是 API 的实现方式？

官方 wiki 上没有给出任何理由，只是说这很奇怪：“在 OpenGL 中使用绑定纹理有点奇怪”https://www.khronos.org/opengl/wiki/Texture

【问题讨论】：

Related if not duplicate

我会看看它是否回答了我的问题，谢谢。没看到那个。

如果您使用“直接状态访问”(DSA)，API 会更有意义。假设您使用的是 GL core 4.5 或更高版本。

【参考方案1】：

您的问题可以用两种方式解释。

“为什么我们将纹理绑定到上下文而不是着色器？”

因为这会使多个着色器使用相同的纹理变得不必要地困难。请注意，几乎没有图形 API 直接将纹理附加到程序。不是任何版本的 D3D，不是 Metal，甚至是 Vulkan。

纹理是着色器使用的资源。但它们不是着色器的一部分。

“为什么我们对待纹理不同于一般的值数组？”

在现代 OpenGL 中，着色器可以访问多种不同类型的资源：UBO、SSBO、纹理和图像。这些资源中的每一种最终都代表了图形硬件的潜在不同部分。

存储块不仅仅是一个可以更大的统一块。存储缓冲区代表着色器进行全局内存访问，而统一块通常直接复制到着色器执行单元中。在后一种情况下，访问它们的数据要快得多，但这也意味着您受限于这些执行单元可以拥有多少存储空间。

现在，并非所有硬件都如此（AMD 的 GCN 硬件对两者的处理方式几乎相同，这就是 their UBO limits are so large 的原因）。但对于很多硬件来说都是如此。

纹理更加复杂，因为出于性能原因，实现需要能够以最佳方式存储它们的数据。因此，纹理存储格式是不透明的。它们甚至在 Vulkan 等表面上低级的 API 中是不透明的。哦，当然，存在线性格式，但根本不需要实现来让您读取它们。

所以纹理不仅仅是常量数组。

【讨论】：

谢谢。这很好地回答了我的问题。 :)

【参考方案2】：

你在比较两个完全不同的东西

可以（以某种方式）将纹理对象与缓冲区对象进行比较。纹理由glActiveTexture 和glBindTexture 的组合绑定到纹理单元，而缓冲区由glBindBuffer 绑定，这有点相似。

纹理采样器制服是着色器中的制服，因此应该与其他制服进行比较。此采样器由glUniform1i 调用设置。

【讨论】：

所以采样器是由统一调用设置的，它们从纹理单元中获取纹理数据。知道了。但是，这样做背后的原因是什么，而不是仅仅将大量像素颜色（纹理）正常发送到着色器？硬件优势？

@Timothy：“但是，这样做背后的原因是什么，而不是通常将大量像素颜色（纹理）发送到着色器？” “通常”是什么意思？没有“正常”的方式可以将“巨大的像素颜色数组”发送到着色器。大多数纹理很容易超过统一数组甚至 UBO 的存储限制。

@NicolBolas 大纹理可能会超出限制，但较小的纹理不会。所以你说答案只是存储大小问题？

@Timothy：不，我的意思是这个问题没有意义。纹理不是统一的数组，因此以统一方式访问纹理是没有意义的。