使用 Eigen 创建 OpenGL 纹理答案

【问题标题】：Create OpenGL textures using Eigen使用 Eigen 创建 OpenGL 纹理
【发布时间】：2015-11-03 05:14:16
【问题描述】：

在 Eigen 中可以非常轻松（且安全）地创建单通道 R32F 纹理：

    glGenTextures(1, &_tex);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, _tex);
    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_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
    int rows = 480, cols = 640;
    static Eigen::Matrix<float, Eigen::Dynamic, Eigen::Dynamic, Eigen::RowMajor> A(rows,cols);
    A.setConstant(rows, cols, 0.0f);
    for(int row=0; row<A.rows(); row++)
        for(int col=0; col<A.cols(); col++)
            A(row,col) = .5f + .5*sin( 10* /*period*/ 2*3.14*row/A.rows() );
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_R32F, cols, rows, 0, GL_RED, GL_FLOAT, A.data());

上面的代码生成这个图片：

可以使用类似的方法来生成 RGB32F 纹理：

    glGenTextures(1, &_tex);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, _tex);
    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_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
    int rows = 480;
    int cols = 640;
    static Eigen::Matrix<Eigen::Vector3f, Eigen::Dynamic, Eigen::Dynamic, Eigen::RowMajor> A(rows,cols);
    for(int row=0; row<A.rows(); row++)
        for(int col=0; col<A.cols(); col++)
            A(row,col) = vec3(row/((float)A.rows()), col/((float)A.cols()), 0);
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB32F, cols, rows, 0, GL_RGB, GL_FLOAT, A.data());

上面的代码生成这个图片：:

在我的机器上似乎一切正常，但是，此过程会导致任何问题吗？尤其是考虑到 Eigen 文档中提到的内容： http://eigen.tuxfamily.org/dox/TopicCustomizingEigen.html#user_defined_scalars

【问题讨论】：

标签： textures eigen opengl-3

【解决方案1】：

正如 Avi 所说，这样的用例非常好。

为了好玩，这里有无循环版本：

Array<float,Dynamic,Dynamic,RowMajor> A;
A.colwise() = 0.5f + 0.5*sin(ArrayXf::LinSpaced(rows,0,10*2*3.14));

和：

Array<Array3f,Dynamic,Dynamic,RowMajor> A(rows,cols);
A.block(0,0,rows,cols) = A.NullaryExpr(rows, cols, [&] (long i, long j) { return Array3f(float(i)/float(rows), float(j)/float(cols), 0); });

第二个也可以通过一些设置来获得每个频道的视图：

typedef Array<float,Dynamic,Dynamic,RowMajor> RowArrayXXf;
typedef Map<RowArrayXXf,0,Stride<Dynamic,3> > Channel;
Channel A_red(  A.data()->data()+0, rows, cols, Stride<Dynamic,3>(3*cols,3));
Channel A_green(A.data()->data()+1, rows, cols, Stride<Dynamic,3>(3*cols,3));
Channel A_blue( A.data()->data()+2, rows, cols, Stride<Dynamic,3>(3*cols,3));

然后，您就可以使用 Eigen 的 API 的所有功能来处理各个通道：

A_red.colwise() = ArrayXf::LinSpaced(rows,0,1);
A_green.rowwise() = ArrayXf::LinSpaced(cols,0,1).transpose();
A_blue.setZero();

在您的情况下，这有点矫枉过正，但可能有助于执行更复杂的操作，或者为图像编写一个围绕 Array<Array3f> 的小包装器。

【讨论】：

我看到您使用“数组”而不是矩阵。为什么会这样？
因为Array 更适合存储我们想要在其上进行系数处理的数字集合。例如，sin(Array<>) 应用正弦系数，而sin(Matrix<>) 表示矩阵运算符正弦。

【解决方案2】：

一切正常且合法。但是，可能（有时）会出现一些问题。在您的情况下，您对 A(i,j) 所做的一切都是分配。尝试使用算术运算时，有时会出现一些问题（例如subtracting a Vector3d from the entire matrix）。根据您的使用情况，您可能不会遇到任何此类问题。

【讨论】：