OpenGL计算着色器 - 奇怪的结果

Question

我正在尝试为图像处理实现多通道计算着色器。 每次通过都有输入图像和输出图像。 下一个'输入图像是前一个输出'。

这是我第一次在OpenGL中使用计算着色器，因此我的设置可能存在一些问题。 我正在使用OpenCV的Mat作为读取/复制操作的容器。

代码的某些部分与问题无关，所以我没有包含。 其中一些部分包括加载图像或初始化上下文。

初始化：

//texture init
glGenTextures(1, &feedbackTexture_);
glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, feedbackTexture_);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);

glGenTextures(1, &resultTexture_);
glActiveTexture(GL_TEXTURE0+1);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, resultTexture_);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);

// shader init
computeShaderID = glCreateShader(GL_COMPUTE_SHADER);
glShaderSource(computeShaderID, 1, &computeShaderSourcePtr, &computeShaderLength);
glCompileShader(computeShaderID);
programID = glCreateProgram();
glAttachShader(programID, computeShaderID);
glLinkProgram(programID);
glDeleteShader(computeShaderID);

着色器代码：

//shader code (simple invert)
#version 430
layout (local_size_x = 1, local_size_y = 1) in;

layout (location = 0, binding = 0, /*format*/ rgba32f) uniform readonly image2D inImage;
layout (location = 1, binding = 1, /*format*/ rgba32f) uniform writeonly image2D resultImage;

uniform writeonly image2D image;

void main()
{
    // Acquire the coordinates to the texel we are to process.
    ivec2 texelCoords = ivec2(gl_GlobalInvocationID.xy);

    // Read the pixel from the first texture.
    vec4 pixel = imageLoad(inImage, texelCoords);

    pixel.rgb = 1. - pixel.rgb;

    imageStore(resultImage, texelCoords, pixel);
}

用法：

cv::Mat image = loadImage().clone();
cv::Mat result(image.rows,image.cols,image.type());
// These get the appropriate enums used by glTexImage2D
GLenum internalformat = GLUtils::getMatOpenGLImageFormat(image);
GLenum format = GLUtils::getMatOpenGLFormat(image);
GLenum type = GLUtils::getMatOpenGLType(image);

int dispatchX = 1;
int dispatchY = 1;

for ( int i = 0; i < shaderPasses_.size(); ++i)
{
    // Update textures
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, feedbackTexture_);
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, internalformat, result.cols, result.rows, 0, format, type, result.data);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, resultTexture_);
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, internalformat, image.cols, image.rows, 0, format, type, 0);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    std::shared_ptr<Shader> shaderPtr = shaderPasses_[i];
    // Enable shader
    shaderPtr->enable();
    {
        // Bind textures
        // location = 0, binding = 0
        glUniform1i(0,0);
        // binding = 0
        glBindImageTexture(0, feedbackTexture_, 0, GL_FALSE, 0, GL_READ_ONLY, internalformat);
        // location = 1, binding = 1
        glUniform1i(1,1);
        // binding = 1
        glBindImageTexture(1, resultTexture_, 0, GL_FALSE, 0, GL_WRITE_ONLY, internalformat);

        // Dispatch rendering
        glDispatchCompute((GLuint)image.cols/dispatchX,(GLuint)image.rows/dispatchY,1);
        // Barrier will synchronize
        glMemoryBarrier(GL_TEXTURE_UPDATE_BARRIER_BIT);
    }
    // disable shader
    shaderPtr->disable();

    // Here result is now the result of the last pass.
}

有时我得到奇怪的结果（毛刺纹理，部分渲染纹理），第一个像素（0,0）有时也不会被写入。 我是否正确设置了一切，还是我缺少了什么？ 似乎这种带有纹理的方法真的很慢，有没有其他可以提高性能的方法呢？

Edit1： 更改了memorybarrier标志。

Answer 1

 glMemoryBarrier(GL_SHADER_IMAGE_ACCESS_BARRIER_BIT); 

这是一个错误的障碍。 屏障指定了在非相干访问之后您打算如何访问数据 。 如果你想从纹理读glGetTexImage ，你必须使用GL_TEXTURE_UPDATE_BARRIER_BIT 。

Answer 2

我不是百分百确定这是否能解决你的问题; 但是我没有看到你的标志有任何明显错误的初始化你的纹理设置。 当我将您的代码与我的项目进行比较时，API调用的顺序引起了我的注意。 在您的来源中，您有此订单：

glGenTextures(...);    // Generate
glActiveTexture(...);  // Set Active
glBindTexture(...);    // Bind Texture
glTexParameteri(...);  // Wrap Setting
glTexParameteri(...);  // Wrap Setting
glTexParameteri(...);  // Mipmap Setting
glTexParameteri(...);  // Mipmap Setting
glBindTexture(...);    // Bind / Unbind

并且您为每个纹理重复此操作，除了传递纹理变量和增加id值。

我不知道它是否会产生影响，但是在我的引擎中并遵循我设置的逻辑路径; 尝试按此顺序执行，看看它是否有任何区别

glGenTextures(...);    // Generate
glBindTexture(...);    // Bind Texture
glTexParameteri(...);  // Wrap Setting
glTexParameteri(...);  // Wrap Setting
glTexParameteri(...);  // Mipmap Setting
glTexParameteri(...);  // Mipmap Setting

glActiveTexture(...);  // Set Active
glBindTexture(...);    // Bind / Unbind

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我没有使用计算着色器，但在我的引擎中，我有几个类来管理不同的东西。 我有一个资产存储，它将所有资产保存到包含图像纹理的内存数据库中，我有一个ShaderManager类来管理目前只使用顶点和片段着色器的不同着色器。 它将读入并编译着色器文件，创建着色器程序，设置属性和制服，链接程序并运行着色器。 我正在使用批处理过程，我有一个批处理类和一个批处理管理器类来渲染不同类型的基元。 因此，当我通过我的解决方案并遵循逻辑路径或流程时，这就是我在代码中看到的内容。

正是AssetStorage类设置了纹理的属性，它在add()函数中按此顺序调用这些API调用，以便将纹理添加到内存中。

 glGenTextures(...);
 glBindTextures(...);
 glTexParameteri(...);
 glTexParameteri(...);
 glTexParameteri(...);
 glTexParameteri(...);

然后AssetStorage也在调用它们

glPixelStorei(...);
glTexImage2D(...)

将纹理添加到AssetStorage中的函数最终将返回TextureInfo对象的自定义结构。

当我在其render()函数调用下检查我的Batch类时，它调用ShaderManager的函数来设置使用纹理的制服，然后调用ShaderManager的函数来设置纹理，然后再次设置制服，如果纹理包含一个alpha通道。 在setTexture()函数的ShaderManger类中，这是最终调用glActiveTexture()和glBindTexture()地方。

因此，在简短的总结中，尝试将glActiveTexture()调用移动到最后一个glTexParameter()和两个纹理的最后一个glBindTexture()调用之间。 我认为它也应该在这两个调用之后以及glPixelStorei()和glTexImage2D()因为你想要使纹理处于活动状态，就像你要渲染它一样。

正如我之前提到的那样，我不能100％确定这是否是你问题的根本原因，但我相信值得尝试一下，看看它是否对你有帮助。 如果你试试这个，请告诉我会发生什么。 我想知道这些API调用的顺序是否对它有任何影响。 我会在我自己的解决方案中尝试它，但我不想打破我的课程或项目，因为它目前正常工作。

作为一个注释，纹理设置的唯一标志是在包装/重复部分。 您可以尝试使用GL_REPEAT进行前两次glTexParameteri()调用，而不是使用GL_CLAMP_TO_EDGE ，让我知道你提出了什么，你不必担心最后两个glTexParameteri()调用的mipmap设置，因为它出现了您没有使用您正在使用的设置中的mipmap。

Answer 3

我终于可以解决这个问题！

问题在于cv :: Mat的构造函数。 以下行仅为cv :: Mat创建标题：

cv::Mat result(image.rows,image.cols,image.type());

它分配的数据，但它不初始化的数据，这就是为什么我有这些奇怪的结果。 它在记忆中是垃圾。

使用任何分配AND初始化此数据的函数可以解决问题：

cv::Mat::zeros
cv::Mat::ones
cv::Mat::create