在OpenGL中绘制单色2D数组

Question

我需要将OpenGL用于特定目的。我有一个尺寸为[SIZE] [SIZE]（总是正方形）的一维浮点数组，它表示2D图像。因为我一直在使用第三程序通过将数组输出到文本文件来执行绘图，所以绘图只是这里的一个额外功能，但是我想在程序本身中提供进行绘图的选项。

该数组正在不断地更新，因为它应该表示模拟字段的值，该字段的详细信息是无关紧要的，但是重要的一点是，每个数组的值都将是- 1和1。现在，我想将这个数组绘制为2D图像（实时），在主循环中每N步绘制一次。我尝试使用X11的像素绘制工具（我正在Linux上执行此操作），并通过循环遍历并在SIZE X SIZE窗口上逐像素地绘制阵列来进行绘制，但这非常慢，而且需要花费更多的时间比模拟本身。我一直在研究OpenGL，从我看过的理想解决方案是将数组重新插入为2D纹理，然后将其打印在四边形上。显然，要使用裸露的OpenGL，我将不得不重新调整我的代码以使其与OpenGL绘图的主循环配合使用，这有点不切实际，因此，如果可以在GLFW中完成相同的操作，我会对此感到满意。

要绘制的图像始终是正方形的，并且其方向完全无关紧要，因为它应该是完全各向同性的，所以绘制它是镜像，倒置，转置等都没有关系。

程序的主要骨干遵循下一个方案

#include <iostream>
#include <GLFW/glfw3.h>
using namespace std;


int main(int argc, char** argv)
{
    if (GFX) //GFX is a bool, only draw stuff if it's 1 (its value doesnt change)
    {
        //Initialize GLFW
    }


    float field[2*SIZE][SIZE] = {0}; //This is the array to print (only the first SIZE * SIZE components)

    for (int i = 0; i < totalTime; i++)
    {
        for (int x=0; x < SIZE; x++)
        {
            for (int y=0; y < SIZE; y++)
            {
                //Each position of the array is then updates here
            }
        }
        if (GFX)
        {
            //The drawing should be done here
        }
    }
    return 0;
}

我已经尝试了一些代码片段，并修改了一些我发现的示例，但是还无法使其正常工作，要么他们必须调用中断我自己的模拟循环的glLoop，要么只打印一个像素位于中间。

因此，我的主要问题是如何从field的前SIZE X SIZE个分量中制作出纹理，然后将其绘制在QUAD上。

谢谢！

Answer 1

对于新手来说，最简单的方法是使用不带着色器的旧API。为了完成这项工作，您只需将数据编码为范围为<0.0,-1.0>的1D线性浮点线性数组，就可以在CPU端从<-1,+1>相当快地通过单个for循环完成此操作：

for (i=0;i<size*size;i++) data[i]=0.5*(data[i]+1.0);

我不为您的平台使用GLUT或代码，因此我只坚持渲染：

//---------------------------------------------------------------------------
const int size=512;         // data  resolution
const int size2=size*size;
float data[size2];          // your float size*size data
GLuint txrid=-1;            // GL texture ID
//---------------------------------------------------------------------------
void init() // this must be called once (after GL is initialized)
    {
    int i;
    // generate float data
    Randomize();
    for (i=0;i<size2;i++) data[i]=Random();
    // create texture
    glEnable(GL_TEXTURE_2D);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D,txrid);
    glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 4);
    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_NEAREST);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_NEAREST);
    glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE,GL_MODULATE);
    glDisable(GL_TEXTURE_2D);
    }
//---------------------------------------------------------------------------
void exit() // this must be called once (before GL is unitialized)
    {
    // release texture
    glDeleteTextures(1,&txrid);
    }
//---------------------------------------------------------------------------
void gl_draw()
    {
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    glDisable(GL_DEPTH_TEST);
    glDisable(GL_CULL_FACE);
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity();

    // bind texture
    glEnable(GL_TEXTURE_2D);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D,txrid);
    // copy your actual data into it
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_LUMINANCE32F_ARB, size, size, 0, GL_LUMINANCE, GL_FLOAT, data);

    // render single textured QUAD
    glColor3f(1.0,1.0,1.0);
    glBegin(GL_QUADS);
    glTexCoord2f(0.0,0.0); glVertex2f(-1.0,-1.0);
    glTexCoord2f(1.0,0.0); glVertex2f(+1.0,-1.0);
    glTexCoord2f(1.0,1.0); glVertex2f(+1.0,+1.0);
    glTexCoord2f(0.0,1.0); glVertex2f(-1.0,+1.0);
    glEnd();

    // unbind texture (so it does not mess with othre rendering)
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D,0);
    glDisable(GL_TEXTURE_2D);

    glFlush();
    SwapBuffers(hdc);   // ignore this GLUT should make it on its own
    }
//---------------------------------------------------------------------------

这里预览：

为了使这项工作有效，您需要在GLUT创建GL上下文后在应用程序启动时调用init()，并在GLUT关闭GL上下文之前在Apps结束时调用exit()。 gl_draw()将呈现您的数据，因此必须在GLUT的绘图事件中调用它。

[如果您不想在CPU端将范围转换为<0,1>，则可以将其移至着色器（非常简单的顶点和片段着色器），但是我觉得您是菜鸟，并且着色器实在太多了让您开始。如果您真的想那样走，请参见：

• complete GL+GLSL+VAO/VBO C++ example

它还介绍了没有GLUT但在Windows上的GL初始化...

现在对上面的程序有一些注释：

1. 我使用了GL_LUMINANCE32F_ARB纹理格式扩展

   其32位浮点纹理格式没有被钳位，因此您的数据保持不变。如今，它应该出现在gfx硬件上。

2. size

   在原始GL规范中，纹理大小应为2的幂，因此16,32,64,128,256,512，...如果不是，您需要使用矩形纹理扩展，但是这在gfx HW中已经存在多年了，因此无需更改任何内容。但是在Linux和MAC上，GL的实现可能会出现问题，因此，如果某些操作不起作用，请尝试使用2大小的幂（以防万一）...

3. GL_CLAMP_TO_EDGE

   这也是扩展（现在是HW固有的，因此您的纹理坐标从0到1，而不是从0+pixel/2到1-pixel/2 ...

   ]

但是所有这些都不是GL 1.0的东西，因此您需要在应用程序中添加扩展名（如果还没有GLUT或您使用的任何东西）。所有这些都是令牌/常量，没有函数调用，因此，如果编译器抱怨它应该足以：

#include <gl\glext.h>

[包含gl.h之后或改为直接添加定义：

#define GL_CLAMP_TO_EDGE                  0x812F
#define GL_LUMINANCE32F_ARB               0x8818

btw。您的代码看起来不像GLUT应用程序（但我可能不正确，因为我不使用它），例如：

• simple GLUT app example

您的标题建议GLFW3与GLUT完全不同（除非它是从GLUT派生的），所以也许您应该编辑标签和OP以匹配您真正拥有/使用的内容。