關於OpenGL+GLSL深度貼圖採樣

做者：Nin+.Lee

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在GLSL中，存在着sampler2D和sampler2DShadow兩種2D貼圖採樣器。在對一個深度貼圖（指內部格式爲GL_DEPTH_COMPONENT或GL_DEPTH_STENCIL的貼圖）進行採樣時，能夠使用前述兩種2D貼圖採樣器其中的一種進行採樣。對兩種2D貼圖採樣器取捨，與貼圖對比模式（Texture Comparison Modes）有關。

 

OpenGL 4.2提供了兩種貼圖對比模式，分別爲普通對比模式（GL_NONE）和引用到貼圖對比模式（GL_COMPARE_REF_TO_TEXTURE）。能夠經過設置貼圖參數GL_TEXTURE_COMPARE_MODE來改變比較模式，改參數的默認值是普通對比模式（GL_NONE）。

 

若是選擇普通對比模式（GL_NONE）做爲當前對比模式，則在GLSL着色器腳本中，必須使用sampler2D做爲貼圖採樣器。此時，深度貼圖會像顏色紋理貼圖同樣進行採樣。用於採樣的貼圖座標是一個2D的向量，採樣的結果是一個4D向量，每一個份量都包含着一樣的單精度深度值。

 

若是選擇引用到貼圖對比模式（GL_COMPARE_REF_TO_TEXTURE）做爲當前對比模式，則在GLSL着色腳本中，必須使用sampler2DShadow做爲貼圖採樣器。此時，用於採樣的貼圖座標是一個3D向量。這個3D向量的x份量和y份量用於查找深度貼圖中的深度值，而z份量將做爲參考值（Reference Value）和找到的深度值進行深度測試。測試的結果取決於比較函數。能夠經過設置貼圖參數GL_ TEXTURE_COMPARE_FUNC來改變比較函數，默認值是GL_LEQUAL。若是測試經過，則採樣結果返回1.0，不然返回0.0。若是深度貼圖使用了線性過濾，那麼返回值是實現相關的。可是返回值應該在[0, 1]區間上。

 

在編程時，若是未按照上述原則正確使用相應的貼圖採樣器和貼圖比較模式，將產生未定義的結果。

 

注意：若是深度貼圖的內部格式是歸一化整數時，那麼其內部的深度值會被映射到[0, 1] 區間上。用於比較的參考值必須被映射到[0, 1] 區間後，再和深度貼圖中保存的深度值比較纔有意義。

 

參考文獻

1. OpenGL Wiki, http://www.opengl.org/wiki/Sampler_Object#Comparison_mode
2. The OpenGL Shading Language Specification Version 4.2, p.139, 8.9 Texture Functions
3. The OpenGL Graphics System: A Specification Version 4.2, p.260, 3.9.17 Texture Comparison Modes