無法從 Godot 的着色器中正確讀取 FORMAT_R8 統一的 sampler2D 紋理

Question

我需要將整數數組作為統一傳遞給着色器。 由於尚不支持統一的 arrays，因此我使用FORMAT_R8紋理/isampler2D 來實現此目的。

如果我從紋理中正確讀取字節，它們應該在 [0..7] 范圍內，然后通過規范化該值，我應該得到不同的紅色陰影，但這沒有發生。

在屏幕截圖中，您可以看到當值被讀取為 0 時，它正確地顯示為黑色，但當它不是 0 時，它是全紅色的，沒有陰影。 我嘗試比較讀取的值，它總是大於我可以嘗試的任何值，直到 32 位簽名 integer 的最大值，所以不知道我從紋理中讀回的值是什么。

有任何想法嗎？

完整的項目在這里： https://github.com/Drean64/clash-of-the-colors/tree/simple

GDScript：

extends ViewportContainer

func _ready():
    var attr_ink = PoolByteArray([])
    attr_ink.resize(32*24)
    for i in range(0, 32*24):
        attr_ink[i] = i % 8 # fill array with [0..7]
    
    var image = Image.new()
    image.create_from_data(32, 24, false, Image.FORMAT_R8, attr_ink)

    var ink = ImageTexture.new()
    ink.create_from_image(image, 0)
    
    (self.material as ShaderMaterial).set_shader_param("ink", ink)

着色器：

shader_type canvas_item;

uniform isampler2D ink;

void fragment() {
    COLOR = vec4(0., 0., 0., 1.); // Black
    ivec2 cell = ivec2(UV / TEXTURE_PIXEL_SIZE) / 8; // 8x8 pixel cell coordinate
    int ink_color = texelFetch(ink, cell, 0).r; // Should be [0..7]
    COLOR.r = float(ink_color) / 7.; // Should normalize the red value to [0..1]
    // Line above is a kind of debug to get a hint at what the ink_color value is
}

Answer 1

這對我有用：

1. 使用sampler2D而不是isampler2D （這似乎是罪魁禍首）。
2. 通過乘以32.0 （即256.0 / 8.0 ）進行歸一化。

那是：

COLOR.r = texelFetch(ink, cell, 0).r * 32.0;

---

更新：顯然使用isampler2D時存在這些值，但編碼錯誤。

我首先確認紋理生成正確。 問題是在為着色器綁定紋理時。

我查看了 Godot 的源代碼，但沒有針對isampler2D的紋理進行投標。 這讓我認為它的處理方式與sampler2D相同（或者我不太擅長看，在任何一種情況下，我都應該嘗試找出與着色器代碼混淆的事情）。

首先要嘗試的是弄清楚值在哪里有多大。 他們來了大約1000000000 。 所以，我們似乎得到了 32 位的值。 在嘗試了每一個之后，這非常接近一個解決方案：

int x = texelFetch(ink, cell, 0).r;
COLOR.r = mod(float(x / (256 * 256)), 256.0) / 256.0;

這幾乎行得通。 由於我不清楚的原因，它應該有第二個紅色陰影，它是黑色的。 這讓我覺得也許這些值被編碼為浮點數。

根據這個想法，我決定將這些值除以2097152 (2²¹ = 256 * 256 * 32)。 這將擺脫大部分小數部分。

float                    binary                                integer
5.877471754111438e-39 -> 0 00000000 01000000000000000000000 -> 2097152
                    1 -> 0 01111111 00000000000000000000000 -> 1065353216
                    2 -> 0 10000000 00000000000000000000000 -> 1073741824
                    3 -> 0 10000000 10000000000000000000000 -> 1077936128
                    4 -> 0 10000001 00000000000000000000000 -> 1082130432
                    5 -> 0 10000001 01000000000000000000000 -> 1084227584
                    6 -> 0 10000001 10000000000000000000000 -> 1086324736
                    7 -> 0 10000001 11000000000000000000000 -> 1088421888
                                  X XX

我使用https://baseconvert.com/ieee-754-floating-point得到了浮點值的這些二進制表示

我的想法是采用我在上面標記為 X 的部分。 除以2097152后，它們將移至三個最低有效位。 這給我們留下了這段代碼：

int x = texelFetch(ink, cell, 0).r;
COLOR.r = mod(float(x / 2097152), 8.0) / 8.0;

那樣有用嗎？ 再次，幾乎。 這與之前的結果相同。 除了根據上表對結果進行（部分）解釋外，因為我在上面標記為 X 的位上的值 2 為 0。 事實上，0 和 1 的值也需要修補。

現在，我只能修補這些值，不知何故，我們會有工作代碼，對吧？ 我只需要弄清楚這些值最終是什么。

如果我嘗試將 2 的值1073741824除以2097152我得到512 。 哪個......沒有用（我會責怪baseconvert.com）。 但作為搜索實際值的良好起點。

我以以下代碼結束，它將給出預期的結果isampler2D ：

int x = texelFetch(ink, cell, 0).r;
int y = x / 2097152;
COLOR.r = mod(float(y), 8.0) / 8.0;
if (y == 476)
{
   COLOR.r = 1.0 / 8.0;
}
if (y == 480)
{
   COLOR.r = 2.0 / 8.0;
}
if (y == 482)
{
    COLOR.r = 3.0 / 8.0;
}

所以在那里，我的解釋是它將值作為浮點數傳遞，但將它們作為整數讀取。