为了使用 OES_texture_float 扩展名使用chrome中的WebGL手动打包并将RGBA浮点组件纹理绑定到GPU,像素组件数据必须存储在Float32Array中。
例如,对于一个简单的3像素纹理,每个都有4个浮点组件,首先会声明一个普通的JS数组:
var pixels = [1.01, 1.02, 1.03, 1.04, 2.01, 2.02, 2.03, 2.04, 3.01, 3.02, 3.03];
然后将普通JS数组转换为可以提供给GPU的强类型浮点数组,我们只需使用Float32Array构造函数,它可以将一个普通的JS数组作为输入:
pixels = new Float32Array(pixels);
现在我们将纹理表示为一个强类型的浮点数组,我们可以使用已经建立的WebGL上下文(使用texImage2D来处理这个问题)将它提供给GPU,使用texImage2D:
gl.texImage2D(gl.TEXTURE_2D, 0, gl.RGBA, 3, 1, 0, gl.RGBA, gl.FLOAT, pixels);
进行适当的渲染调用显示这些浮点数被传递到GPU中(通过将输出浮点数编码为片段颜色)而没有错误(尽管由于转换而略微损失精度)。
问题
从普通的JS数组转换为Float32Array实际上是一个相当昂贵的操作,并且可以更快地操作Float32Array中已经转换的浮点数 - 这个操作似乎是根据大多数JS规范支持的:https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/Float32Array
一旦建立,您可以使用对象的方法或使用标准数组索引语法(即使用括号表示法)引用数组中的元素。
问题发生在:
使用预设值的简单JS数组
创建Float32Array我们使用[]表示法更改Float32Array中的一个或多个值,即:
pixels[0] = 420.4;
pixels[1] = 420.4;
我们使用texImage2D将Float32Array传递给GPU,并且使用上面提到的相同方法显示,Float32Array的初始设置值以某种方式将其转换为GPU而没有将两个值更改为420.4
WTF?
我最好的猜测是因为强类型数组(通常)在内部表示为缓冲区和视图,我更新视图,缓冲区不反映更改。将Float32Array记录到浏览器控制台显示,在这种情况下,两个更改的数字似乎确实已更改。但是因为无法通过Chrome中的控制台读取ArrayBuffer的内容,所以就我的技能而言,它是一个调试死胡同。
使用NodeJS REPL尝试相同的创建,转换,更新和检查方法(不涉及GPU),显示缓冲区值在评估pixels[0] = 420.4;
期间更新,并且未在&#39中更新懒惰'读取缓冲区时的方式。
Chrome可能会延迟更新底层缓冲区,但将数据复制到GPU不会触发getter,而是将其从内存中复制原来。
临时解决方案
在找到并修复基础问题(如果适用的话)之前,一旦在WebGL纹理的上下文中创建,Float32Arrays似乎基本上是不可变的(无法更改)。似乎还有一个.set()
方法附加到类型化数组,但是:
pixels.set(new Float32Array([420.4]), index);
似乎很多外部装箱/转换来绕过一个懒惰的缓冲区,尤其是一个声称允许[]访问的缓冲区。
答案 0 :(得分:8)
包含Float32Arrays的类型化数组只是打包数组(想想C / C ++)。更新它们是即时的。如果你想在GPU上看到数据,你必须使用texImage2D再次上传数据,否则,没有魔法,没有疯狂的缓冲,非常直接。如果你知道C / C ++它在功能上等同于
void* arrayBuffer = malloc(sizeOfBuffer);
float* viewAsFloat = (float*)arrayBuffer;
Typed Arrays不是JS数组的视图。使用本机JS数组初始化类型化数组只是初始化类型化数组的一种方便方法。一旦创建,TypedArray就是一个新数组。
您可以将多个ArrayBuffer视图放入同一个ArrayBuffer中。
实施例
var b = new ArrayBuffer(16); // make a 16 byte ArrayBuffer
var bytes = new Uint8Array(b); // make a Uint8Array view into ArrayBuffer
var longs = new Uint32Array(b); // make a Uint32Array view into ArrayBuffer
var floats = new Float32Array(b); // make a Float32Array view into ArrayBuffer
// print the contents of the views
console.log(bytes);
console.log(longs);
console.log(floats);
// change a byte using one of the views
bytes[1] = 255;
// print the contents again
console.log(bytes);
console.log(longs);
console.log(floats);
将所有代码复制并粘贴到JavaScript控制台中。你应该看到像
这样的东西[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
[0, 0, 0, 0]
[0, 0, 0, 0]
[0, 255, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
[65280, 0, 0, 0]
[9.147676375112406e-41, 0, 0, 0]
注意:在同一个数组缓冲区中使用多个不同类型的视图不是跨平台兼容的。换句话说,您将在大端平台与小端平台上获得不同的结果。目前还没有流行的大端平台,其浏览器支持TypedArrays,因此您可以忽略此问题,尽管您的页面可能会在未来的某个平台上中断。如果您想以独立于平台的方式读/写数据,则应使用DataView。否则,在同一缓冲区上使用多个视图的要点是上传打包顶点数据,例如使用uint32 RGBA颜色打包的浮点位置。在这种情况下,它将跨平台工作,因为您没有使用视图读取/写入相同的数据。
正如所指出的,JS本机数组和TypedArrays不相关,只是你可以使用JS本机数组来初始化TypedArray
var jsArray = [1, 2, 3, 4];
var floats = new Float32Array(jsArray); // this is a new array, not a view.
console.log(jsArray);
console.log(floats);
jsArray[1] = 567; // effects only the JS array
console.log(jsArray);
console.log(floats);
floats[2] = 89; // effects only the float array
console.log(jsArray);
console.log(floats);
粘贴到控制台我得到
[1, 2, 3, 4]
[1, 2, 3, 4]
[1, 567, 3, 4]
[1, 2, 3, 4]
[1, 567, 3, 4]
[1, 2, 89, 4]
请注意,您可以从任何类型化数组中获取基础ArrayBuffer。
var buffer = floats.buffer;
创建新视图
var longs = new Uint8Array(buffer);
console.log(longs);
// prints [0, 0, 128, 63, 0, 0, 0, 64, 0, 0, 178, 66, 0, 0, 128, 64]
您还可以创建覆盖缓冲区一部分的视图。
var offset = 8; // Offset is in bytes
var length = 2; // Length is in units of type
// a buffer that looks at the last 2 floats
var f2 = new Float32Array(buffer, offset, length);
console.log(f2);
// prints [89, 4]
对于纹理和类型化数组,这里是一个使用Float32Array更新浮点纹理的片段。
main();
function main() {
var canvas = document.getElementById("canvas");
var gl = canvas.getContext("webgl");
if (!gl) {
alert("no WebGL");
return;
}
var f = gl.getExtension("OES_texture_float");
if (!f) {
alert("no OES_texture_float");
return;
}
var program = twgl.createProgramFromScripts(
gl, ["2d-vertex-shader", "2d-fragment-shader"]);
gl.useProgram(program);
var positionLocation = gl.getAttribLocation(program, "a_position");
var resolutionLocation = gl.getUniformLocation(program, "u_resolution");
gl.uniform2f(resolutionLocation, canvas.width, canvas.height);
var buffer = gl.createBuffer();
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, buffer);
gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array([
-1, -1, 1, -1, -1, 2,
-1, 1, 1, -1, 1, 1]), gl.STATIC_DRAW);
gl.enableVertexAttribArray(positionLocation);
gl.vertexAttribPointer(positionLocation, 2, gl.FLOAT, false, 0, 0);
var tex = gl.createTexture();
gl.bindTexture(gl.TEXTURE_2D, tex);
var width = 64;
var height = 64;
var pixels = new Float32Array(width * height * 4);
for (var y = 0; y < height; ++y) {
for (var x = 0; x < width; ++x) {
var offset = (y * width + x) * 4;
pixels[offset + 0] = (x * 256 / width) * 1000;
pixels[offset + 1] = (y * 256 / height) * 1000;
pixels[offset + 2] = (x * y / (width * height)) * 1000;
pixels[offset + 3] = 256000;
}
}
gl.texImage2D(gl.TEXTURE_2D, 0, gl.RGBA, width, height, 0, gl.RGBA, gl.FLOAT,
pixels);
gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_WRAP_S, gl.CLAMP_TO_EDGE);
gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_WRAP_T, gl.CLAMP_TO_EDGE);
gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_MIN_FILTER, gl.NEAREST);
gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_MAG_FILTER, gl.NEAREST);
function randInt(range) {
return Math.floor(Math.random() * range);
}
function render() {
// update a random pixel
var x = randInt(width);
var y = randInt(height);
var offset = (y * width + x) * 4;
pixels[offset + 0] = randInt(256000);
pixels[offset + 1] = randInt(256000);
pixels[offset + 2] = randInt(256000);
gl.texImage2D(gl.TEXTURE_2D, 0, gl.RGBA, width, height, 0, gl.RGBA, gl.FLOAT,
pixels);
gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, 6);
requestAnimationFrame(render);
}
render();
}
<script src="https://twgljs.org/dist/2.x/twgl.min.js"></script>
<script id="2d-vertex-shader" type="x-shader/x-vertex">
attribute vec2 a_position;
void main() {
gl_Position = vec4(a_position, 0, 1);
}
</script>
<script id="2d-fragment-shader" type="x-shader/x-fragment">
precision mediump float;
uniform vec2 u_resolution;
uniform sampler2D u_tex;
void main() {
vec2 texCoord = gl_FragCoord.xy / u_resolution;
vec4 floatColor = texture2D(u_tex, texCoord);
gl_FragColor = floatColor / 256000.0;
}
</script>
<canvas id="canvas" width="400" height="300"></canvas>
所有这些都表明你所看到的问题可能与其他事情有关?至于调试,正如上面所指出的,ArrayBuffers非常简单,没有任何延迟缓冲。因此,如果你想看到一个ArrayBuffer为它创建一个视图,那么调试器有一些方法可以知道你想要显示什么。