iOS中的片段着色器中奇怪的GLSL浮点颜色值

Question

我想在iPad2上编写一个简单的GLSL片段着色器，并且我遇到了一个奇怪的问题，OpenGL似乎代表了一个8位“红色”值，作为纹理上传的一部分，像素值已被转换为浮点数。我想要做的是传入一个包含大量8位表索引和实际像素值的32bpp表的纹理。

我的纹理数据看起来是这样的：

// 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 
    }; 

然后每个纹理被绑定和纹理数据被上传，像这样：

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); 

我相信纹理设置和均匀值按预期工作，因为片段着色器主要与以下代码一起工作：

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); 
} 

上面的代码需要8位索引，并在lut中查找32bpp BGRA像素值。我不明白的部分是在OpenGL中定义了这个42.5值。我通过反复试验发现了这个比例值，并且我已经确认每个像素的输出颜色是正确的（意味着每个查找表查找的索引是正确的）与42.5值。但是，OpenGL究竟如何提供这个值呢？

查看此OpenGL man page，我发现在将8位“索引”值转换为OpenGL内部使用的浮点值时似乎使用了两个颜色常量GL_c_SCALE和GL_c_BIAS。这些常量在哪里定义，我如何在运行时或编译时查询这些值？ “索引”表的实际浮点值是否是真正的问题？我不知道为什么texture2D（indexes，...）调用返回这个时髦的值，有没有其他方法可以获得适用于iOS的索引的int或float值？我试着看一维纹理，但他们似乎并不支持。

Answer 1

您的颜色索引值将作为8Bit UNORM访问，因此范围[0,255]被映射到浮点区间[0,1]。当您访问LUT纹理时，texcoord范围也是[0,1]。但目前，你只有7宽度所以42.5您的魔法值，你结束了以下内容：

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... 

该映射接近，但不是100％正确的，虽然，因为你不图到texel中心。 为了得到正确的映射（见this answer了解详细信息），就需要这样的：

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是从上面的代码pixel_lut_size。

因此，一个单一的比例值是不够的，你实际上需要一个额外的偏移量。正确的价值观是：

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缩小纹理过滤器。