glReadPixels 可以用来从 GL_TEXTURE_3D 读取图层吗？

Posted 2023-02-22

【中文标题】glReadPixels 可以用来从 GL_TEXTURE_3D 读取图层吗？

【英文标题】：Can glReadPixels be used to read layers from GL_TEXTURE_3D?

【发布时间】：2020-02-16 09:50:47

【问题描述】：

我正在尝试读取使用 FBO 渲染的 3D 纹理。这个纹理是如此之大，以至于glGetTexImage 导致GL_OUT_OF_MEMORY 错误，因为nvidia 驱动程序无法为中间存储分配内存^*（我想这是为了避免更改目标缓冲区以防万一错误）。

于是我想到了逐层获取这个纹理，在渲染每一层之后使用glReadPixels。但是glReadPixels 没有图层索引作为参数。它实际显示为将 I/O 定向到特定层的唯一位置是几何着色器中的gl_Layer 输出。那是写作阶段，不是阅读。

当我尝试在渲染每一层之后简单地调用glReadPixels 时，我只得到了第0 层的纹素。所以glReadPixels 至少不会失败一些东西 .

但问题是：我可以使用glReadPixels 获得任意层的 3D 纹理吗？如果没有，考虑到上述内存限制，我应该改用什么？我是否必须在着色器中从 3D 纹理中采样图层以将结果渲染为 2D 纹理，然后再读取 此 2D 纹理？

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_{^*这不是猜测，我实际上已经从 nvidia 驱动程序的共享库中追踪到失败的 malloc 调用（以纹理的大小作为参数） .}

【参考方案1】：

如果您有权访问 GL 4.5 或 ARB_get_texture_sub_image，则可以使用 glGetTextureSubImage。顾名思义，它用于查询纹理图像数据的子部分。这使您可以读取纹理的切片，而无需一次性获得整个内容。

扩展名似乎是 fairly widely supported，可用于仍受其 IHV 支持的任何实现。

【讨论】：

这个扩展给了我希望......直到我尝试并看到了现实。是的，几乎所有地方都支持它。但似乎 GTX 750Ti 上的 Linux nvidia 驱动程序在以 glGetTextureSubImage(texture,0, 0,0,z, w,h,1, GL_RGBA,GL_FLOAT, w*h*4*sizeof subpixels[0], subpixels+z*w*h*4); 进行调用时获取了整个纹理，并且仅将数据从中间 malloc ed 存储复制到目标缓冲区。所以我得到了和glGetTexImage一样的失败。

【参考方案2】：

是的，glReadPixels 可以从 3D 纹理中读取其他切片。只需使用glFramebufferTextureLayer 将正确的当前切片附加到 FBO - 而不是附加完整的 3D 纹理作为颜色附件。以下是glGetTexImage 的替换代码（为此需要预先生成一个特殊的 FBO，fboForTextureSaving）：

GLint origReadFramebuffer=0, origDrawFramebuffer=0;
gl.glGetIntegerv(GL_READ_FRAMEBUFFER_BINDING, &origReadFramebuffer);
gl.glGetIntegerv(GL_DRAW_FRAMEBUFFER_BINDING, &origDrawFramebuffer);
gl.glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, fboForTextureSaving);
for(int layer=0; layer<depth; ++layer)

    gl.glFramebufferTextureLayer(GL_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0,
                                 texture, 0, layer);
    checkFramebufferStatus("framebuffer for saving textures");
    gl.glReadPixels(0,0,w,h,GL_RGBA,GL_FLOAT, subpixels+layer*w*h*4);

gl.glBindFramebuffer(GL_READ_FRAMEBUFFER, origReadFramebuffer);
gl.glBindFramebuffer(GL_DRAW_FRAMEBUFFER, origDrawFramebuffer);

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无论如何，这不是问题的长期解决方案。大纹理出现GL_OUT_OF_MEMORY 错误的第一个原因实际上并不是缺少 RAM 或 VRAM。它更微妙：在 GPU 上分配的每个纹理都映射到进程的地址空间（至少在 Linux/nvidia 上）。因此，如果您的进程没有malloc 甚至一半可用的 RAM，那么这些大型映射可能已经使用了它的地址空间。再加上一点内存碎片，你会得到GL_OUT_OF_MEMORY 或malloc 失败，或std::bad_alloc 比预期更早的地方。

正确的长期解决方案是拥抱 64 位现实并将您的应用编译为 64 位代码。这就是我最终要做的事情，抛弃了所有这些一层一层的杂乱无章并大大简化了代码。

【参考方案3】：

因此，一旦获得 3D 纹理，您就可以这样做：

for (z=0;z<z_resolution_of_your_txr;z++)
 
 render_textured_quad(using z slice of 3D texture);
 glReadPixels(...);
 

最好将 QUAD 大小与您的 3D 纹理 x,y 分辨率相匹配并使用GL_NEAREST 过滤...

这会很慢，所以如果您不在 Intel 上并且想要更快，您可以使用渲染到 2D 纹理，并在目标 2D 纹理上使用 glGetTexImage 而不是 glReadPixels。

这里是渲染切片 z 的示例着色器：

顶点：

//------------------------------------------------------------------
#version 420 core
//------------------------------------------------------------------
uniform float aspect;
layout(location=0) in vec2 pos;

out smooth vec2 vpos;
//------------------------------------------------------------------
void main(void)
    
    vpos=pos;
    gl_Position=vec4(pos.x,pos.y*aspect,0.0,1.0);
    
//------------------------------------------------------------------

片段：

//------------------------------------------------------------------
#version 420 core
//------------------------------------------------------------------
uniform float slice=0.25;       // <0,1> slice of txr
in smooth vec2      vpos;
uniform sampler3D   vol_txr;    // 3D texture unit used
out layout(location=0) vec4 frag_col;
void main()
    
    frag_col=texture(vol_txr,vec3(0.5*(vpos+1.0),slice));
    
//---------------------------------------------------------------------------

因此您需要在每次切片渲染之前更改切片制服。渲染本身只是单个 QUAD 覆盖屏幕 而视口匹配纹理 x,y 分辨率...

【讨论】：

正如我在 OP 中所说，这个确切的循环在每次迭代时为我提供了来自切片 0 的数据。

@Ruslan 那么你没有正确渲染你用什么来提取 3D 纹理纹理？

我 am 渲染正确：当我的分辨率较低以便glGetTexImage 不会失败时，它会返回预期的数据，而glReadPixels 总是返回切片的数据0.

@Ruslan 如果你想使用glReadPixels ，它并不是无关紧要的......因为深度测试可能会禁止你在渲染第一个图层后渲染任何其他图层......剔除面可能会抛出如果错误的多边形缠绕，则移除所有渲染层......您是渲染到屏幕还是不可见的 FrameBuffer ？

@Ruslan 这几乎不是相反的证明，因为glGetTexImage 是从纹理而不是从渲染的帧缓冲区复制数据，因此它与渲染无关。因此，如果glReadPixels 不正常，glGetTexImage is 这意味着很可能渲染不正常。您可以通过查看渲染层来目视检查...是否与第一个不同