TextureBufferObjects - Versionsgeschichte

Coolcat: Transform-Feedback korrekt verlinkt

2010-01-10T13:37:10Z

Transform-Feedback korrekt verlinkt

K-bal: Neu strukuriert, andere Formulierungen.

2010-01-08T18:51:56Z

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I0n0s am 8. Januar 2010 um 00:24 Uhr

2010-01-08T00:24:32Z

Coolcat: /* Benutzung seitens der GPU */

2010-01-07T21:29:11Z

‎Benutzung seitens der GPU

K-bal: /* Benutzung seitens der CPU */ (gl)BindTexture, gl ergänzt

2010-01-07T21:26:04Z

‎Benutzung seitens der CPU: (gl)BindTexture, gl ergänzt

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2010-01-07T21:24:33Z

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== Texture Buffer Objects ==

Einleitung
Das Shader Model 4.0 bietet einen neuen Texturtyp, die Texture Buffer Objects (GL_ARB_texture_buffer_object). Diese sind eindimensionale Texturen, welche ihren Speicherbereich nicht selbst enthalten, sondern auf den Speicher eines verknüpften Buffer Objects zugreifen. Es steht somit die Flexibilität von Bufferobjekten auch für Texturen zur Verfügung (fast) ohne zusätzliche Schnittstellen. So kann zum Beispiel mit Transform Feedback in einen Vertexbuffer geschrieben werden, welcher im nächsten Renderpass wiederum ohne zusätzliche Kopiervorgänge als Textur benutzt werden kann. Dies wird unter anderem beim [[GLSL_Partikel_2|Shader Model 4.0 Partikelsystem]] exzessiv benutzt.

=== Erstellung und Löschung ===

Um unser Texture Buffer Object zu erstellen benutzen wir die Funktion ''glGenTextures(sizei count, uint* texturehandles)'':

<source lang="cpp">
GLuint myTBO;
glGenTextures(1, &myTBO);
</source>

Das Löschen geschieht mit ''glDeleteTextures(sizei count, uint* texturehandles)'':

<source lang="cpp">
glDeleteTextures(1, &myTBO);
</source>

=== Benutzung seitens der CPU ===

Zuerst binden wir das Texture Buffer Object wie eine normale Textur mit ''BindTexture(enum target, uint texture)''. Wir übergeben die Konstante ''GL_TEXTURE_BUFFER_ARB'' als ersten Parameter:

<source lang="cpp">
glBindTexture(GL_TEXTURE_BUFFER_ARB, myTBO);
</source>

Anschließend geben wir mit ''glTexBufferARB(enum target, enum internalformat, uint buffer)''
an, welches Buffer Object mit dem Texture Buffer Object verknüpft werden soll:

<source lang="cpp">
glTexBufferARB(GL_TEXTURE_BUFFER_ARB GL_RGBA32F_ARB, myVBO);
</source>

Der zweite Parameter gibt hierbei den Datentyp unserer Textur an. Als Beispiel ist hier ''GL_RGBA32F_ARB'' gewählt. Damit wird unsere Textur als vierelementiger 32-bit-float-Vektor benutzt (4*4 = 16 byte pro Texel). Folgende Tabelle aus der OpenGL-Spezifikation gibt eine Übersicht über die möglichen Konstanten, welche als zweiter Parameter angegeben werden können:

Component
Sized Internal Format Base Type Components Norm 0 1 2 3
------------------------ --------- ---------- ---- -------
ALPHA8 ubyte 1 Y A . . .
ALPHA16 ushort 1 Y A . . .
ALPHA16F_ARB half 1 N A . . .
ALPHA32F_ARB float 1 N A . . .
ALPHA8I_EXT byte 1 N A . . .
ALPHA16I_EXT short 1 N A . . .
ALPHA32I_EXT int 1 N A . . .
ALPHA8UI_EXT ubyte 1 N A . . .
ALPHA16UI_EXT ushort 1 N A . . .
ALPHA32UI_EXT uint 1 N A . . .

LUMINANCE8 ubyte 1 Y L . . .
LUMINANCE16 ushort 1 Y L . . .
LUMINANCE16F_ARB half 1 N L . . .
LUMINANCE32F_ARB float 1 N L . . .
LUMINANCE8I_EXT byte 1 N L . . .
LUMINANCE16I_EXT short 1 N L . . .
LUMINANCE32I_EXT int 1 N L . . .
LUMINANCE8UI_EXT ubyte 1 N L . . .
LUMINANCE16UI_EXT ushort 1 N L . . .
LUMINANCE32UI_EXT uint 1 N L . . .

LUMINANCE8_ALPHA8 ubyte 2 Y L A . .
LUMINANCE16_ALPHA16 ushort 2 Y L A . .
LUMINANCE_ALPHA16F_ARB half 2 N L A . .
LUMINANCE_ALPHA32F_ARB float 2 N L A . .
LUMINANCE_ALPHA8I_EXT byte 2 N L A . .
LUMINANCE_ALPHA16I_EXT short 2 N L A . .
LUMINANCE_ALPHA32I_EXT int 2 N L A . .
LUMINANCE_ALPHA8UI_EXT ubyte 2 N L A . .
LUMINANCE_ALPHA16UI_EXT ushort 2 N L A . .
LUMINANCE_ALPHA32UI_EXT uint 2 N L A . .

INTENSITY8 ubyte 1 Y I . . .
INTENSITY16 ushort 1 Y I . . .
INTENSITY16F_ARB half 1 N I . . .
INTENSITY32F_ARB float 1 N I . . .
INTENSITY8I_EXT byte 1 N I . . .
INTENSITY16I_EXT short 1 N A . . .
INTENSITY32I_EXT int 1 N A . . .
INTENSITY8UI_EXT ubyte 1 N A . . .
INTENSITY16UI_EXT ushort 1 N A . . .
INTENSITY32UI_EXT uint 1 N A . . .

RGBA8 ubyte 4 Y R G B A
RGBA16 ushort 4 Y R G B A
RGBA16F_ARB half 4 N R G B A
RGBA32F_ARB float 4 N R G B A
RGBA8I_EXT byte 4 N R G B A
RGBA16I_EXT short 4 N R G B A
RGBA32I_EXT int 4 N R G B A
RGBA8UI_EXT ubyte 4 N R G B A
RGBA16UI_EXT ushort 4 N R G B A
RGBA32UI_EXT uint 4 N R G B A

Wie man sieht, gibt es nur ein-, zwei- und vier-elementige Typen. Will man also drei-elementige Daten benutzen, so muss man eine vierte Komponente ergänzen (zusätzlicher Speicherverbrauch) oder die Komponenten-Indizes im Shader zurückrechnen (zusätzlicher Rechenaufwand).

=== Benutzung seitens der GPU ===

Unser Texture Buffer Object ist nun erstellt und gebunden. Nun ist es an der Zeit, es im Shader auszulesen. Dafür brauchen wir neue Textursampler-Typen: ''samplerBuffer'', ''usamplerBuffer'' oder ''isamplerBuffer'', je nachdem, was unser Texture Buffer Object für einen Datentyp repräsentiert: ''float'', ''unsigned int'' oder ''int''. Über diesen Sampler greifen wir mit der Funktion ''texelFetchBuffer(samplerBuffer sampler, uint index)'' auf unser Texture Buffer Object zu:

<source lang="glsl">
// .....

uniform samplerBuffer tbo; // Unser sampler, wir benutzen floats => samplerBuffer

void main()
{
// Wir brauchen einen Array-Index um einen Texel zum Auslesen zu bestimmen.

unsigned int index;

// Wir berechnen unseren Index.

// ....

// Wir holen einen Texel aus unserem Texture Buffer Object.

vec4 tmp = texelFetchBuffer(tbo, index);

// Wir machen etwas mit tmp

// .....
}
</source>

=== Größe ===

Für Texture Buffer Objects muss keine Größe angegeben werden; Die Größe der Textur berechnet sich aus der Gesamtgröße des zugehörigen Buffer Objektes geteilt durch die Größe eines Texels. Die maximale Größe eines Texture Buffer Objects beträgt dabei 2^27 = 134217728 im Gegensatz zu normalen eindimensionalen Texturen, welche eine maximale Größe von 2^13 = 8192 haben.

=== Literatur ===

http://www.opengl.org/registry/specs/ARB/texture_buffer_object.txt

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 Shader Model 4.0 führt mit der Extension [[GL_ARB_texture_buffer_object]] einen zusätzlichen Texturtyp ein: Das TextureBufferObject, oftmals abgekürzt mit TBO. Dabei handelt es sich um eine eindimensionale Textur, welche ihren Speicherbereich nicht selbst enthält, sondern auf den Speicher eines verknüpften BufferObjects zugreift. Bei einem solchen BufferObject kann es sich beispielsweise um ein [[VBO|VertexBufferObject]] (VBO) handeln. Es steht somit die Flexibilität von Bufferobjekten auch für Texturen zur Verfügung (fast) ohne zusätzliche Schnittstellen.
-Im Zusammenhang mit [[Shader#Transform-Feedback_.28auch_Stream-Out.29|Transform Feedback]] aber auch mit [[Instancing]] und bei anderen Gelegenheiten erweisen sich TextureBufferObjects als sehr nützlich. Mit Transform-Feedback kann in einen Vertexbuffer geschrieben werden, welcher dann im nächsten Renderpass ohne zusätzliche Kopiervorgänge als Textur benutzt werden kann. Dies wird unter anderem beim [[GLSL_Partikel_2|Shader Model 4.0 Partikelsystem]] exzessiv benutzt. Ein [[shader_Instancing|Beispiel zu Instancing]] findet sich in der [[Shadersammlung]].
+Im Zusammenhang mit [[Transform-Feedback]] aber auch mit [[Instancing]] und bei anderen Gelegenheiten erweisen sich TextureBufferObjects als sehr nützlich. Mit Transform-Feedback kann in einen Vertexbuffer geschrieben werden, welcher dann im nächsten Renderpass ohne zusätzliche Kopiervorgänge als Textur benutzt werden kann. Dies wird unter anderem beim [[GLSL_Partikel_2|Shader Model 4.0 Partikelsystem]] exzessiv benutzt. Ein [[shader_Instancing|Beispiel zu Instancing]] findet sich in der [[Shadersammlung]].
 Im Shader können TextureBufferObjects ausschließlich mit Integer-Koordinaten adressiert werden. Daher findet auch keine Interpolation zwischen Texeln statt. Wer eine Interpolation benötigt kann diese aber einfach selbst im Shader implementieren.

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-Einleitung
+Einleitung:
 Das Shader Model 4.0 bietet einen neuen Texturtyp, die Texture Buffer Objects (GL_ARB_texture_buffer_object). Diese sind eindimensionale Texturen, welche ihren Speicherbereich nicht selbst enthalten, sondern auf den Speicher eines verknüpften Buffer Objects zugreifen. Es steht somit die Flexibilität von Bufferobjekten auch für Texturen zur Verfügung (fast) ohne zusätzliche Schnittstellen. So kann zum Beispiel mit Transform Feedback in einen Vertexbuffer geschrieben werden, welcher im nächsten Renderpass wiederum ohne zusätzliche Kopiervorgänge als Textur benutzt werden kann. Dies wird unter anderem beim [[GLSL_Partikel_2|Shader Model 4.0 Partikelsystem]] exzessiv benutzt.
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-Um unser Texture Buffer Object zu erstellen benutzen wir die Funktion ''glGenTextures(sizei count, uint* texturehandles)'':
+Um unser Texture Buffer Object zu Erstellen benutzen wir die Funktion ''glGenTextures(sizei count, uint* texturehandles)'':
 <source lang="cpp">
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 </source>
-Der zweite Parameter gibt hierbei den Datentyp unserer Textur an. Als Beispiel ist hier ''GL_RGBA32F_ARB'' gewählt. Damit wird unsere Textur als vierelementiger 32-bit-float-Vektor benutzt (4*4 = 16 byte pro Texel). Folgende Tabelle aus der OpenGL-Spezifikation gibt eine Übersicht über die möglichen Konstanten, welche als zweiter Parameter angegeben werden können:
+Der zweite Parameter gibt hierbei den Datentyp unserer Textur an. Als Beispiel ist hier ''GL_RGBA32F_ARB'' gewählt. Damit wird unsere Textur als vierelementiger 32-bit-float-Vektor benutzt (4*4 = 16 Byte pro Texel). Folgende Tabelle aus der OpenGL-Spezifikation gibt eine Übersicht über die möglichen Konstanten, welche als zweiter Parameter angegeben werden können:
                                                               Component
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 // ...
-uniform samplerBuffer tbo;  // Unser sampler, wir benutzen floats => samplerBuffer
+uniform samplerBuffer tbo;  // Unser Sampler, wir benutzen floats => samplerBuffer
 void main()

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 <source lang="glsl">
-// .....
+// ...
 uniform samplerBuffer tbo;  // Unser sampler, wir benutzen floats => samplerBuffer
@@ Zeile 115: / Zeile 115: @@
+{
 	// Wir brauchen einen Array-Index um einen Texel zum Auslesen zu bestimmen.
 	unsigned int index;
 	// Wir berechnen unseren Index.
 	// ...
 	// Wir holen einen Texel aus unserem Texture Buffer Object.
 	vec4 tmp = texelFetchBuffer(tbo, index);
 	// Wir machen etwas mit tmp
 	// ...
+}
 </source>
 === Größe ===

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-Zuerst binden wir das Texture Buffer Object wie eine normale Textur mit ''BindTexture(enum target, uint texture)''. Wir übergeben die Konstante ''GL_TEXTURE_BUFFER_ARB'' als ersten Parameter:
+Zuerst binden wir das Texture Buffer Object wie eine normale Textur mit ''glBindTexture(enum target, uint texture)''. Wir übergeben die Konstante ''GL_TEXTURE_BUFFER_ARB'' als ersten Parameter:
 <source lang="cpp">
@@ Zeile 101: / Zeile 101: @@
 Wie man sieht, gibt es nur ein-, zwei- und vier-elementige Typen. Will man also drei-elementige Daten benutzen, so muss man eine vierte Komponente ergänzen (zusätzlicher Speicherverbrauch) oder die Komponenten-Indizes im Shader zurückrechnen (zusätzlicher Rechenaufwand).
 === Benutzung seitens der GPU ===