下采样和上采样纹理偏移，OpenGL GLSL

Question

假设我想从 4x4 纹理像素下采样到 2x2 纹理，做一些花哨的事情，然后再从 2x2 上采样到 4x4。如何计算正确的相邻纹素偏移？我不能使用双线性过滤或最近过滤。我需要为每个片段执行选择 4 个样本，并在下采样之前选择最大的一个。上采样过程也是如此，即我需要为每个片段执行选择 4 个样本。

我是否正确计算了邻居偏移（我使用的是全屏四边形）？

//Downsample: 1.0 / 2.0, Upsample: 1.0 / 4.0.
vec2 texelSize = vec2(1.0 / textureWidth, 1.0 / textureHeight);

const vec2 DOWNSAMPLE_OFFSETS[4] = vec2[]
(
    vec2(-0.5, -0.5) * texelSize,
    vec2(-0.5, 0.5) * texelSize,
    vec2(0.5, -0.5) * texelSize,
    vec2(0.5, 0.5) * texelSize
);

const vec2 UPSAMPLE_OFFSETS[4] = vec2[]
(
    vec2(-1.0, -1.0) * texelSize,
    vec2(-1.0, 1.0) * texelSize,
    vec2(1.0, -1.0) * texelSize,
    vec2(1.0, 1.0) * texelSize
);

//Fragment shader.
#version 400 core

uniform sampler2D mainTexture;
in vec2 texCoord;
out vec4 fragColor;

void main(void) 
{
    #if defined(DOWNSAMPLE)
    vec2 uv0 = texCoord + DOWNSAMPLE_OFFSETS[0];
    vec2 uv1 = texCoord + DOWNSAMPLE_OFFSETS[1];
    vec2 uv2 = texCoord + DOWNSAMPLE_OFFSETS[2];
    vec2 uv3 = texCoord + DOWNSAMPLE_OFFSETS[3];
    #else
    vec2 uv0 = texCoord + UPSAMPLE_OFFSETS[0];
    vec2 uv1 = texCoord + UPSAMPLE_OFFSETS[1];
    vec2 uv2 = texCoord + UPSAMPLE_OFFSETS[2];
    vec2 uv3 = texCoord + UPSAMPLE_OFFSETS[3];
    #endif

    float val0 = texture(mainTexture, uv0).r;
    float val1 = texture(mainTexture, uv1).r;
    float val2 = texture(mainTexture, uv2).r;
    float val3 = texture(mainTexture, uv3).r;

    //Do some stuff...

    fragColor = ...;
}

Answer 1

假设 texelSize 在这两种情况下都是渲染目标的 texel 大小，偏移看起来是正确的。也就是说，下采样通道的大小是上采样通道的两倍。在上采样的情况下，您并没有准确地击中源纹素中心，而是足够接近，以至于最近邻过滤将它们捕捉到预期的结果。

更有效的选择是使用textureGather 指令，在ARB_texture_gather 扩展中指定。当用于对纹理进行采样时，它返回相同的四个纹素，用于过滤。它只返回每个 texel 的单个组件来生成 vec4，但鉴于您只关心红色组件，如果扩展可用，它是一个理想的解决方案。下采样和上采样的代码将是相同的：

#define GATHER_RED_COMPONENT 0
vec4 vals = textureGather(mainTexture, texcoord, GATHER_RED_COMPONENT);

// Output the maximum value
fragColor = max(max(vals.x, vals.y), max(vals.z, vals.w));