为了使用OES_texture_float扩展使用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,为了将普通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texImage2D使用已经建立的WebGL上下文(这个工作超出了本问题的范围)将其提供给GPU:
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JS数组转换为Float32Array实际上是一个非常昂贵的操作,并且在Float32Array中操作已经转换的浮点数要快得多 - 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:
使用普通的JS预设值数组创建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使其进入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,我正在更新视图,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,这是一个调试死胡同.
使用NodeJS REPL尝试相同的创建,转换,更新和检查方法(不涉及GPU),揭示缓冲区值在评估期间更新,pixels[0] = 420.4;
并且在读取缓冲区时不以"延迟"方式更新.
Chrome可能会延迟更新底层缓冲区,但将这些数据复制到GPU不会触发getter,而是将其从内存中复制.
临时解决方案
在找到并纠正基础问题(如果适用的话)之前,一旦在WebGL纹理的上下文中创建Float32Arrays,它们本质上是不可变的(无法更改).似乎还有一个.set()
附加到类型化数组的方法,但是:
pixels.set(new Float32Array([420.4]), index);
似乎很多外部装箱/转换来绕过懒惰缓冲区,尤其是声称允许[]访问的缓冲区.
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.
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.你应该看到类似的东西
[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:在同一阵列缓冲区上使用不同类型的多个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.如果要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,除了你可以使用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;
并创建新的视图
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]
至于纹理和类型化数组,这里是一个使用Float32Array来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" ></canvas>