【UE4材質(zhì)】紋理數(shù)組Texture2DArray說明

2023-05-20 21:04 作者:這就很離譜丶 0人讀過 | 我要投稿

Texture2DArray說白了就是將貼圖打成一組，一個(gè)集合/紋理數(shù)組。

什么情況下需要用Texture2DArray，目前我接觸到的基本都在地形或者建筑模型需要刷混合的時(shí)候用。

為什么要強(qiáng)調(diào)Texture2DArray在地形上的應(yīng)用？

紋理數(shù)組UTexture2DArray能夠讓我們輕松使用更多的紋理而不受制于采樣數(shù)目的限制。

說白了就是可以減少bind，優(yōu)化性能，減少性能消耗，尤其是手游用的比較多。

Texture2DArray具體的優(yōu)勢解釋起來比較復(fù)雜：

下面我收集了網(wǎng)上部分大佬的解釋：

A
為什么要強(qiáng)調(diào)Texture2DArray可以用于地形，除了減少Bind以外有什么優(yōu)勢？既然每個(gè)Slice都要Sampling的話，性能上應(yīng)該沒有明顯區(qū)別才對？
主要是為了減少 Bind，因?yàn)槔?API 對 texture slot 個(gè)數(shù)有限制。
2. 假設(shè)如一些資料所說Texture2DArray對比多個(gè)Texture有性能優(yōu)勢的話，那么是不是更極端點(diǎn)直接用Texture3D？Trilinear filtering甚至可以代替Shader里Blend的過程吧？但是實(shí)際沒有見過這種做法不知道是不是有什么沒有考慮到的地方。
Texture3D 只能對相鄰的兩個(gè) slice 進(jìn)行插值。
地形貼圖不止用兩張貼圖喲，可能 n 張貼圖同時(shí) blend。
B
為什么要強(qiáng)調(diào)Texture2DArray可以用于地形，除了減少Bind以外有什么優(yōu)勢？既然每個(gè)Slice都要Sampling的話，性能上應(yīng)該沒有明顯區(qū)別才對？
主要是為了減少 Bind，因?yàn)槔?API 對 texture slot 個(gè)數(shù)有限制。
2. 假設(shè)如一些資料所說Texture2DArray對比多個(gè)Texture有性能優(yōu)勢的話，那么是不是更極端點(diǎn)直接用Texture3D？Trilinear filtering甚至可以代替Shader里Blend的過程吧？但是實(shí)際沒有見過這種做法不知道是不是有什么沒有考慮到的地方。
Texture3D 只能對相鄰的兩個(gè) slice 進(jìn)行插值。
地形貼圖不止用兩張貼圖喲，可能 n 張貼圖同時(shí) blend。
C
1. Texture2DArray和Texture2D有什么區(qū)別，為什么在地形圖上要使用前者？首先，像前面人回答的一樣，texture2Darray可以減少binding的次數(shù)，但是這并不是主要原因。最重要的是Texture2DArray可以實(shí)現(xiàn)layer間的sampling & blending。舉個(gè)簡單的例子，假設(shè)你的Texture2DArray中有三層，在某個(gè)場景下你需要從第二層和第一層分別sampling，再進(jìn)行blending時(shí)，Texture2DArray就有這樣的硬件支持。一般GPU Texture pipeline中，Texture2DArray的紋理坐標(biāo)由r,s,t三個(gè)維度組成，而普通texture2D的只有r,s兩個(gè)維度。這就意味著在計(jì)算LOD時(shí)，texture2D沒有辦法實(shí)現(xiàn)layer與layer之間的blending，相反Texture2DArray就可以。這要比你在Fragment shader中，讀取多個(gè)單一2維texture再blending要快多了。
2. Texture2DArray和Texture3D有什么區(qū)別，為什么不直接用Texture3D？
很多人對于這兩者都有些迷惑。舉個(gè)最形象的例子，Texture2DArray像一個(gè)相冊，每一頁都是一個(gè)獨(dú)立的圖片。而Texture3D像一個(gè)香腸，你用刀把它切成了幾節(jié)，每一節(jié)看成一個(gè)2D texture。了解到這點(diǎn)，你就知道為什么在地形圖這種場景下，要使用Texture2DArray了。
D
問題：2D 紋理數(shù)組和 3D 紋理有什么區(qū)別？（1D 紋理數(shù)組和 2D 紋理的類似問題）
它們根本沒有相似之處。至少，從概念上講。2D 數(shù)組紋理是一種 2D 紋理，其中每個(gè) mipmap 級別都包含一個(gè) 2D 圖像數(shù)組。3D 紋理是每個(gè) mipmap 級別包含單個(gè)三維圖像的紋理。
2D 數(shù)組紋理的目的是能夠在單個(gè)對象中具有多個(gè) 2D 紋理。這樣，著色器本身就可以選擇要用于每個(gè)特定對象的圖像。紋理坐標(biāo)的含義與 2D 紋理相同：表示 2D 空間中的位置。只是您還有一個(gè)選擇器，可以說明要使用的數(shù)組中的哪個(gè) 2D 圖像。
3D 紋理都是關(guān)于從數(shù)據(jù)量中采樣的。也就是說，您具有本質(zhì)上是三維的紋理坐標(biāo)，可能表示紋理體積空間內(nèi)的位置。
這兩種紋理類型不會相互競爭。也就是說，你可以用2D數(shù)組紋理來解決，也可以用3D紋理解決（或者至少，不是沒有躲避某種形式的視覺偽影）。反之亦然;如果您需要 3D 紋理，則它處于不適合使用 2D 數(shù)組紋理的問題空間中。
哦，當(dāng)然，在硬件內(nèi)部，它們大多只是它們之間的一些差異。具體來說，數(shù)組的較低 mipmap 具有相同的深度但不同的寬度和高度，并且數(shù)組的過濾始終最接近 Z 分量。但就OpenGL本身（以及任何一種紋理類型的使用）而言，它們是兩個(gè)不同的東西，它們解決了兩組完全不同的問題。
因此，永遠(yuǎn)不應(yīng)該有您試圖在其中一個(gè)之間進(jìn)行選擇的情況。
bind texture對于api是非常費(fèi)cpu的操作。如果沒有bind texture array。綁定八個(gè)貼圖需要8個(gè)bing texture?？赡苄枰獛装俸撩?。有了texture array。一個(gè)綁定操作就可以了。
對于dx12 或者 Vulkan。沒有綁定texture的概念。一個(gè)texture 已經(jīng)很像cpu的一個(gè)內(nèi)存指針。想用多少都可以。