使用QGLShaderProgram从Qt传递自定义类型(结构体)统一到GLSL

Passing custom type (struct) uniform from Qt to GLSL using QGLShaderProgram

本文关键字：结构体 GLSL 类型 QGLShaderProgram Qt 自定义 使用      更新时间：2023-10-16

我为光参数定义了一个结构体，它包含两个向量。该结构体在c++和GLSL中以类似的方式定义(注意:QVector3D封装了3个float s，而不是double s):

c++宿主程序: 

struct LightParameters {
    QVector3D pos;
    QVector3D intensity;
};

片段着色器:

struct LightParameters {
    vec3 pos;
    vec3 intensity;
};

在片段着色器中，我还定义了以下制服。灯的数量被限制为8，所以均匀数组有一个恒定的大小(但实际上只使用numLights):

const int maxLights = 8;
uniform int numLights;
uniform LightParameters lights[maxLights];

在主机程序中，我定义了灯光并将它们传递给着色器(QGLShaderProgram):

static const int maxLights = 8;
LightParameters lights[maxLights];
int numLights = 1;
lights[0].pos = {0, 1, 0};
lights[0].intensity = {1, 1, 1};
shaderProgram->bind();
shaderProgram->setUniformValue("numLights", numLights);
shaderProgram->setUniformValueArray("lights", reinterpret_cast<GLfloat*>(lights), maxLights, 6);
shaderProgram->release();

最后一个参数中的6应该表明每个数组元素使用原始浮点数组中的6个GLfloat s，即"元组大小"。

根据Qt文档，不应该使用6的元组大小(只允许1、2、3、4)。另一方面，QGLShaderProgram允许传入最多4x4个条目的矩阵。GLSL还允许有超过4个浮点数的制服结构(根据这个例子)。

这就引出了这个问题:

我如何通过浮点/矢量结构体作为一个统一的数组使用Qt?如果不可能使用Qt，我会调用GL函数来做到这一点，但我感兴趣的是，如果Qt可以为我方便地做到这一点。

当然，我还是尝试了上面的代码。它导致结构体中的所有向量都被设置为0。

当我删除结构体中的第二个参数并使用大小为3的元组时，代码仍然不能工作!然而，当仅仅在着色器中使用vec3时(仍然是宿主程序中具有一个QVector3D的结构体，元组大小= 3)，它可以工作。

所以问题似乎是自定义类型在OpenGL主机程序API中处理不同，但Qt似乎不支持它。我目前使用两个统一数组(一个用于pos，一个用于强度)作为解决方案。

Qt与此无关。

不能将结构体的数组当作值的数组传递。如果你有一个类型不是基本类型的统一数组，那么每个数组索引和该结构体的每个成员都有一个独立的统一位置，并有一个独立的统一名称。因此，必须分别传递每个成员。

你必须这样做:

shaderProgram->setUniformValue("lights[0].pos", lights[0].pos);
shaderProgram->setUniformValue("lights[0].intensity", lights[0].intensity);
shaderProgram->setUniformValue("lights[1].pos", lights[1].pos);
shaderProgram->setUniformValue("lights[1].intensity", lights[1].intensity);
shaderProgram->setUniformValue("lights[2].pos", lights[2].pos);
shaderProgram->setUniformValue("lights[2].intensity", lights[2].intensity);

等等

或者你可以使用一个合适的统一的块，而不需要所有这些

我使用了一个模板函数:

template<class T> void setUniformArrayValue(QOpenGLShaderProgram *program,
                                       const QString& arrayName,
                                       const QString& varName,
                                       int index,
                                       const T& value)
{
    const char* name = QString("%1[%2].%3")
            .arg(arrayName)
            .arg(index)
            .arg(varName)
            .toStdString().c_str();
    program->setUniformValue(name, value);
}

和程序中的

for (int i = 0; i < m_lights.size(); i++) {
    setUniformArrayValue<QColor>(program, "lights", "ambient", i, m_lights[i].ambient());
    ...
}
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