在 Mac OSX el capitan 上使用 Qt 5.7 在 OpenGL 2.1 中创建带纹理的矩形

Question

我正在做一个项目，我需要在 Qt 5.7 和 OpenGL 2.1 中创建一个带纹理的矩形。我已经使用 Qt 的 QOpenGLWidget 编写了这个最小示例：

#include <QDebug>
#include <string.h>
#include "openglwidget.h"

OpenGLWidget::OpenGLWidget(QWidget *parent) : QOpenGLWidget(parent)
{

}

void OpenGLWidget::initializeGL() {
    initializeOpenGLFunctions();
    glClearColor(0, 0, 0, 1);

    /** Vertex Shader **/
    const char* vertexShader = "\
            attribute vec2 pos;\
            attribute vec2 texCoord;\
            varying vec2 TexCoord;\
            void main() {\
                gl_Position.xy = pos.xy;\
                gl_Position.zw = vec2(0, 1);\
                TexCoord = texCoord;\
            }\
                               ";
    GLint vertexSourceLength = strlen(vertexShader);
    GLuint vertexShaderObject = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
    glShaderSource(vertexShaderObject, 1, &vertexShader, &vertexSourceLength);
    glCompileShader(vertexShaderObject);
    GLint result;
    glGetShaderiv(vertexShaderObject, GL_COMPILE_STATUS, &result);
    if (result != GL_TRUE) {
        qDebug() << "Vertex Shader not compiled";
    }

    /** Fragment Shader **/
    const char* fragmentShader = "\
            uniform sampler2D texture;\
            varying vec2 TexCoord;\
            void main() {\
                vec4 texColor = texture2D(texture, TexCoord);\
                gl_FragColor = texColor;\
            }\
                                 ";
    GLint fragmentSourceLength = strlen(vertexShader);
    GLuint fragmentShaderObject = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
    glShaderSource(fragmentShaderObject, 1, &fragmentShader, &fragmentSourceLength);
    glCompileShader(fragmentShaderObject);
    glGetShaderiv(fragmentShaderObject, GL_COMPILE_STATUS, &result);
    if (result != GL_TRUE) {
        qDebug() << "Fragment Shader not compiled";
    }

    /** Program **/
    GLuint program = glCreateProgram();
    glAttachShader(program, vertexShaderObject);
    glAttachShader(program, fragmentShaderObject);
    glLinkProgram(program);
    glGetProgramiv(program, GL_LINK_STATUS, &result);
    if (result != GL_TRUE) {
        qDebug() << "Program not linked.";
    }
    glUseProgram(program);

    /** Upload Buffer Data **/
    GLuint VBO;
    glGenBuffers(1, &VBO);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
    GLfloat vertexData[] = {
        //Position      //TexCoord
        -0.5, -0.5,     0.0, 0.0,
         0.5, -0.5,     1.0, 0.0,
         0.5,  0.5,     1.0, 1.0,
        -0.5,  0.5,     0.0, 1.0
    };
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, 4 * 4 * sizeof(GLfloat),vertexData, GL_STATIC_DRAW);

    /** Set Position Pointers **/

    GLint pos = glGetAttribLocation(program, "pos");
    if (pos == -1) {
        qDebug() << "Position attribute not found.";
    }
    glVertexAttribPointer(pos, 2, GL_FLOAT, GL_TRUE, 4 * sizeof(GLfloat), 0);
    glEnableVertexAttribArray(pos);

    /** Set TexCoord Pointers **/

    GLint texCoord = glGetAttribLocation(program, "texCoord");
    if (texCoord == -1) {
        qDebug() << "texCoord attribute not found.";
    }
    glVertexAttribPointer(texCoord, 2, GL_FLOAT, GL_TRUE, 4 * sizeof(GLfloat), (void *) (2 * sizeof(GLfloat)));
    glEnableVertexAttribArray(texCoord);

    /** Set Texture **/
    int width = 4;
    int height = 4;
    GLubyte pixels[] = {
        255, 0, 0, 255,     255, 0, 0, 255,     255, 0, 0, 255,     255, 0, 0, 255,
        255, 0, 0, 255,     255, 0, 0, 255,     255, 0, 0, 255,     255, 0, 0, 255,
        255, 0, 0, 255,     255, 0, 0, 255,     255, 0, 0, 255,     255, 0, 0, 255,
        255, 0, 0, 255,     255, 0, 0, 255,     255, 0, 0, 255,     255, 0, 0, 255
    };
    glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
    GLuint texture;
    glGenTextures(1, &texture);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA8, width, height, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, pixels);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_NEAREST);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_NEAREST);
    glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);
    GLint textureLoc = glGetUniformLocation(program, "texture");
    if (textureLoc == -1) {
        qDebug() << "texture uniform not found.";
    }
    glUniform1i(textureLoc, 0);

    GLuint err = GL_NO_ERROR;
    while ((err = glGetError()) != GL_NO_ERROR) {
        qDebug() << "Error: " << (void *) err;
    }
}

void OpenGLWidget::resizeGL(int w, int h) {

}

void OpenGLWidget::paintGL() {
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    glDrawArrays(GL_QUADS, 0, 4);
    GLuint err = GL_NO_ERROR;
    while ((err = glGetError()) != GL_NO_ERROR) {
        qDebug() << "Error: " << (void *) err;
    }
}

我希望此代码生成一个红色矩形，但我得到的却是黑屏。我在 Whosebug 上查看了几乎所有与 glTexImage2D 相关的问题，但似乎找不到答案。我开始认为这是一个 Qt/Mac 特定问题，但不幸的是，我没有资源在另一个操作系统上尝试它，所以我不确定。这可能只是我失踪的显而易见的事情。

我知道位置向量和纹理坐标被正确发送了，因为如果我将片段着色器更改为：

uniform sampler2D texture;
varying vec2 TexCoord;
void main() {
    vec4 texColor = texture2D(texture, TexCoord);
    gl_FragColor = vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);
    gl_FragColor.xy *= TexCoord;
}

我明白了

这正是我对该片段着色器的期望。 glGetShaderiv、glGetProgramiv 或 glGetError 没有出现错误。有什么想法吗？

UPDATE 用 OpenGL 3.3 试过了，还是不行。我尝试了我在上面尝试过的相同测试，让 texCoords 工作，并发送顶点（这次使用三角形，因为 GL_QUADS 已被弃用，并且在片段着色器中使用 texture() 而不是 texture2D，因为纹理已弃用）。所以这不是我使用的 OpenGL 版本的问题。

UPDATE 所以转念一想，这不会是操作系统问题，因为我知道 Qt 使用 Apple 的 NeXTStep api引擎盖，并且考虑到这一点，我尝试了 Apple 网站上的纹理 OpenGL 对象示例（用 Objective-C 和 Cocoa 编写）。那奏效了。我查看了源代码并尝试对它们的纹理使用相同的 opengl 调用（尽管它们大部分是相同的），但它似乎仍然不起作用。所以这要么是 Qt 的问题，要么是我在代码中 missing/misunderstanding 真的很愚蠢。

Answer 1

问题出在您用于纹理数据的数据类型上：

GLuint pixels[] = {
    255, 0, 0, 255,     255, 0, 0, 255,     255, 0, 0, 255,     255, 0, 0, 255,
    255, 0, 0, 255,     255, 0, 0, 255,     255, 0, 0, 255,     255, 0, 0, 255,
    255, 0, 0, 255,     255, 0, 0, 255,     255, 0, 0, 255,     255, 0, 0, 255,
    255, 0, 0, 255,     255, 0, 0, 255,     255, 0, 0, 255,     255, 0, 0, 255
};

由于您使用 GLuint 作为类型，并且匹配 GL_UNSIGNED_INT 作为 glTexImage2D() 的 type 参数，这些值将是解释为 32 位无符号值。而 255 确实是一个非常小的 32 位值，这就解释了为什么你变黑了。

换句话说，glTexImage2D() 将您传入的值解释为基于类型的归一化定点值。要获得 [0.0, 1.0] 范围内的实际归一化值，在 32 位值的情况下，它会将您传入的值除以 2^32-1。因此，您的情况的结果值为 255/(2^32-1) = 0.00000005937。哪个足够接近 0 就是黑色。

要解决此问题，最简单的方法是使用字节作为类型：

GLubyte pixels[] = {
...
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA8, width, height, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, pixels);

Answer 2

我找到了问题的答案！事实证明，您必须在 glDrawArrays 之前调用 glBindTexture 才能使其工作。使用 Qt 在 initializeGL 和 paintGL 之间发生了一些事情，解除绑定纹理并绑定另一个纹理。对于那些感兴趣的人，我通过使用 glGetTexImage 进行调试发现了这一点，这将是一个非常有用的调试功能（即使它显然很慢）。

在 Mac OSX el capitan 上使用 Qt 5.7 在 OpenGL 2.1 中创建带纹理的矩形

Creating a textured Rectangle in OpenGL 2.1 with Qt 5.7 on Mac OSX el capitan

c++

opengl

macos

qt

osx-elcapitan