将ARGB纹理转换为2纹理的下一个幂的快速方法

Question

我们有一些旧设备不支持非罐纹理，并且我们有一个功能可以将ARGB纹理转换为2纹理的下一个幂。 问题在于它的运行速度很慢，我们想知道是否有更好的方法来转换这些纹理。

void PotTexture()
{
    size_t u2 = 1; while (u2 < imageData.width) u2 *= 2;
    size_t v2 = 1; while (v2 < imageData.height) v2 *= 2;

    std::vector<unsigned char> pottedImageData;
    pottedImageData.resize(u2 * v2 * 4);

    size_t y, x, c;
    for (y = 0; y < imageData.height; y++)
    {
        for (x = 0; x < imageData.width; x++)
        {
            for (c = 0; c < 4; c++)
            {
                pottedImageData[4 * u2 * y + 4 * x + c] = imageData.convertedData[4 * imageData.width * y + 4 * x + c];
            }
        }
    }

    imageData.width = u2;
    imageData.height = v2;
    std::swap(imageData.convertedData, pottedImageData);
}

在某些设备上，这可以轻松使用100％的CPU，因此任何优化都将是惊人的。 我可以查看执行此转换的任何现有功能吗？

编辑：

我对上述循环进行了一些优化：

for (y = 0; y < imageData.height; y++)
{
    memcpy(
        &(pottedImageData[y * u2 * 4]), 
        &(imageData.convertedData[y * imageData.width * 4]), 
        imageData.width * 4);
}

Answer 1

即使不支持NPOT纹理的设备也应支持NPOT负载。

使用glTexImage2D将纹理创建为2的精确幂glTexImage2D内容，并为数据传递空指针。

data可以是空指针。 在这种情况下，纹理存储器被分配给容纳宽度的纹理width和高度height 。 然后，您可以下载子纹理以初始化此纹理内存。 如果用户尝试将纹理图像的未初始化部分应用于图元，则该图像未定义。

然后，使用glTexSubImage2D上传NPOT图像，该图像仅占总纹理的一部分。 无需重新配置CPU端图像即可完成此操作。

Answer 2

在我编写的程序中遇到类似的问题后，我采取了非常不同的方法。 我没有拉伸源纹理，而是将其复制到了否则为空的2的幂的纹理的左上角。

然后，在像素着色器中，使用一对浮点调整s，t值，以便从左上角获取数据。

float sAdjust = static_cast<float>(textureWidth) / static_cast<float>(containerWidth)
float tAdjust = static_cast<float>(textureHeight) / static_cast<float>(containerHeight)

这是计算它们的方式，要使用它们，您将获得一个保存s，t坐标的Vec2，只需在使用它们进行提取之前将s乘以sAdjust，将t乘以tAdjust即可。 如果您使用的是Direct3D，则类似于以下内容：

D3DXVECTOR4 stAdjust;
stAdjust.x = sAdjust;
stAdjust.y = tAdjust;
// Transfer stAdjust into a float4 inside your pixel shader, call it stAdjust in there

现在，在像素着色器中假定您具有：

float2 texcoord;
float4 stAdjust;

你只是说：

texcoord.x = texcoord.x * stAdjust.x;
texcoord.y = texcoord.y * stAdjust.y;

在使用texcoord之前。 抱歉，我无法告诉您如何在GLSL中执行此操作，但是您已大致了解。

Answer 3

好的，第一个优化可以在这里完成：

 size_t u2 = 1; while (u2 < imageData.width) u2 *= 2; size_t v2 = 1; while (v2 < imageData.height) v2 *= 2; 

您想要做的是（对于每个维度）找到以对数为底的对数2（log2）的下限并将其放入2 ** n + 1。 标准数学库具有函数log2但它对浮点运算。 但是我们可以使用的是。 2 ** n可以写为1 << n 。 所以这给

size_t const dim_p2_… = 1 << (int)floor(log2(dim_…)+1);

更好，但还不理想，因为有浮点转换。 Bit Twiddling hacks文档具有一些用于整数ilog2的功能： https ://graphics.stanford.edu/~seander/bithacks.html#IntegerLog

但是我们仍然不是最佳的。 让我向您介绍Compiler内在函数，如果有问题的机器可以在金属上运行的话，它可以转换为机器指令。

• GNU GCC： int __builtin_ffs (unsigned int x) ，它返回1加int __builtin_ffs (unsigned int x)的最低有效1位的索引，或者如果x为零，则返回零。

• MSVC ++： _BitScanReverse ，它返回设置为零的最高有效位的游程长度。 因此，_BitScanReverse就像Builtin_ffs-1（还有一个builtin_clz，其行为与BitScanReverse完全一样。

所以我们可以做

#define ilog2_p1(x) (__builtin_ffs(x))

要么

#define ilog2_p1(x) (__BitScanReverse(x)+1)

并使用它。

size_t const dim_p2_… = 1 << (int)floor(ilog2_p1(dim_…));

当我们有点纠结时：如果纹理已经具有两种格式的幂，则可以节省整个折磨。 几年前，我（独立地）重新利用了补码2整数的特性，重新发现了一种奇妙的可移植位旋转技巧。 您也可以在“小玩意儿”文档中找到它。 但是很少看到类型中性，简洁的宏形式。 所以这里是：

#define ISPOW2(x) ( (x) && !( (x) & ((x) - 1) ) )

您正在使用C ++，因此模板井井有条：

template<typename T> bool ispow2(T const x) { return x && !( x & (x - 1) ); }

然后Ben Voight已经告诉您如何使用glTexSubImage2D将其加载到纹理中。 还可以查看GL_ARB_texture_rectangle扩展，该扩展允许加载NPOT纹理，但无法进行映射和高级过滤。 但这对您来说可能是一个可行的选择。

如果您需要缩放纹理，则始终值得一试。 在这种情况下，空间频域是双重空间。 放大信号本质上是脉冲响应。 因此，它可以描述为卷积。 卷积的复杂度通常为O（n²）。 但是由于傅立叶空间中的傅立叶卷积定理，等价物为简单乘法，因此变为O（n）。 FFT可以用O（n log n）完成，因此总复杂度约为O（n + 2n log n），这要好得多。