开始接触GPU，读了一部分GPGPU::Basic Math Tutorial 整理了前一部分CPU与GPU互传数据的代码，记录如下：
// 以下代码来自博客 http://blog.csdn.net/i53nd/archive/2008/05/30/2497336.aspx
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <GL/glew.h> #include <GL/glut.h> int main(int argc, char **argv) { // 这里声明纹理的大小为：teSize;而数组的大小就必须是texSize*texSize*4 int texSize = 2; int i; // 生成测试数组的数据 float* data = (float*)malloc(4*texSize*texSize*sizeof(float)); float* result = (float*)malloc(4*texSize*texSize*sizeof(float)); for (i=0; i<texSize*texSize*4; i++) data[i] = (i+1.0)*0.01F; // 初始化OpenGL的环境 glutInit (&argc, argv); glutCreateWindow("TEST1"); glewInit(); /*在我们对纹理进行运算或存取的时候，为了能够正确地控制每一个数据元素，我 们得选择一个比较特殊的投影方式，把3D世界映射到2D屏幕上（从世界坐标空间到 屏幕设备坐标空间），另外屏幕像素与纹理元素也要一一对应。这种关系要成功， 关键是要采用正交投影及合适的视口。这样便能做到几何坐标（用于渲染）、纹理 坐标（用作数据输入）、像素坐标（用作数据输出）三者一一对应。有一个要提醒 大家的地方：如果使用texture2D，我们则须要对纹理坐标进行适当比例的缩放， 让坐标的值在0到1之间，前面有相关的说明。 为了建立一个一一对应的映射，我们把世界坐标中的Z坐标设为0，把下面这段代码 加入到initFBO()这个函数中 */ // 视口的比例是 1:1 pixel=texel=data 使得三者一一对应 glMatrixMode(GL_PROJECTION); glLoadIdentity(); gluOrtho2D(0.0,texSize,0.0,texSize); glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIdentity(); glViewport(0,0,texSize,texSize); /*首先，通过使用一些OpenGL的扩展函数，我们可以给GPU提供32位精度的浮点数。 另外有一个叫 EXT_framebuffer_object 的OpenGL的扩展， 该扩展允许我们把一个 离屏缓冲区作为我们渲染运算的目标，这个离屏缓冲区中的RGBA四个通道，每个都 是32位浮点的，这样一来， 要想GPU上实现四分量的向量运算就比较方便了，而且 得到的是一个全精度的浮点数，同时也消除了限定数值范围的问题。我们通常把这 一技术叫FBO，也就是Frame Buffer Object的缩写。 要使用该扩展，或者说要把传统的帧缓冲区关闭，使用一个离屏缓冲区作我们的渲 染运算区，只要以下很少的几行代码便可以实现了。有一点值得注意的是：当我用 使用数字0，来绑定一个FBO的时候，无论何时，它都会还原window系统的特殊帧缓 冲区，这一特性在一些高级应用中会很有用，但不是本教程的范围，有兴趣的朋友 可能自已研究一下。*/ // 生成并绑定一个FBO，也就是生成一个离屏渲染对像 GLuint fb; glGenFramebuffersEXT(1,&fb); glBindFramebufferEXT(GL_FRAMEBUFFER_EXT,fb); // 生成两个纹理，一个是用来保存数据的纹理，一个是用作渲染对像的纹理 GLuint tex,fboTex; glGenTextures (1, &tex); glGenTextures (1, &fboTex); glBindTexture(GL_TEXTURE_RECTANGLE_ARB,fboTex); // 设定纹理参数 glTexParameteri(GL_TEXTURE_RECTANGLE_ARB, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST); glTexParameteri(GL_TEXTURE_RECTANGLE_ARB, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST); glTexParameteri(GL_TEXTURE_RECTANGLE_ARB, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP); glTexParameteri(GL_TEXTURE_RECTANGLE_ARB, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP); // 这里在显卡上分配FBO纹理的贮存空间，每个元素的初始值是0； glTexImage2D(GL_TEXTURE_RECTANGLE_ARB,0,GL_RGBA32F_ARB, texSize,texSize,0,GL_RGBA,GL_FLOAT,0); // 分配数据纹理的显存空间 glBindTexture(GL_TEXTURE_RECTANGLE_ARB,tex); glTexParameteri(GL_TEXTURE_RECTANGLE_ARB, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST); glTexParameteri(GL_TEXTURE_RECTANGLE_ARB, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST); glTexParameteri(GL_TEXTURE_RECTANGLE_ARB, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP); glTexParameteri(GL_TEXTURE_RECTANGLE_ARB, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP); glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV,GL_TEXTURE_ENV_COLOR,GL_DECAL); glTexImage2D(GL_TEXTURE_RECTANGLE_ARB,0,GL_RGBA32F_ARB, texSize,texSize,0,GL_RGBA,GL_FLOAT,0); /*其实一个纹理，它不仅可以用来作数据输入对像，也还可以用作数据输出对 像。这也是提高GPU运算效率和关键所在。通过使用 framebuffer_object 这 个扩展，我们可以把数据直接渲染输出到一个纹理上。但是有一个缺点：一个 纹理对像不能同时被读写，也就是说，一个纹理，要么是只读的，要么就是只 写的。 FBO 扩展提供了一个简单的函数来实现把数据渲染到纹理。为了能够使用一个 纹理作为渲染对像，我们必须先把这个纹理与FBO绑定，这里假设离屏帧缓冲 已经被指定好了。 */ //把当前的FBO对像，与FBO纹理绑定在一起 glFramebufferTexture2DEXT(GL_FRAMEBUFFER_EXT, GL_COLOR_ATTACHMENT0_EXT, GL_TEXTURE_RECTANGLE_ARB,fboTex,0); /*第一个参数的意思是很明显的。第二个参数是定义一个绑定点（每个FBO最大 可以支持四个不同的绑定点，当然，不同的显卡对这个最大绑定数的支持不一 样，可以用GL_MAX_COLOR_ATTACHMENTS_EXT来查询一下）。第三和第四个参数 应该清楚了吧，它们是实际纹理的标识。最后一个参数指的是使用多重映像纹 理，这里没有用到，因此设为0。 为了能成功绑定一纹理，在这之前必须先用glTexImage2D()来对它定义和分配 空间。但不须要包含任何数据。我们可以把FBO想像为一个数据结构的指针，为 了能够对一个指定的纹理直接进行渲染操作，我们须要做的就调用OpenGL来给 这些指针赋以特定的含义。*/ /*为了把数据传输到纹理中去，我们必须绑定一个纹理作为纹理目标，并通过一 个GL函数来发送要传输的数据。实际上就是把数据的首地址作为一个参数传递给 该涵数，并指定适当的纹理大小就可以了。如果用LUMINANCE格式，则意味着数 组中必须有texSize x texSize个元数。而RGBA格式，则是这个数字的4倍。注意 的是，在把数据从内存传到显卡的过程中，是全完不需要人为来干预的，由驱动 来自动完成。一但传输完成了，我们便可能对CPU上的数据作任意修改，这不会 影响到显卡中的纹理数据。 而且我们下次再访问该纹理的时候，它依然是可用 的。在NVIDIA的显卡中，以下的代码是得到硬件加速的。*/ // 把本地数据传输到显卡的纹理上。 glBindTexture(GL_TEXTURE_RECTANGLE_ARB,tex); glTexSubImage2D(GL_TEXTURE_RECTANGLE_ARB,0,0,0,texSize,texSize, GL_RGBA,GL_FLOAT,data); //这里三个值是0的参数，是用来定义多重映像纹理的，由于我们这里要求一次把 //整个数组传输一个纹理中，不会用到多重映像纹理，因此把它们都关闭掉。 /*CPU中的数据都是以行排列的方式映射到纹理中去的。更详细地说，就是：对于 RGBA格式，数组中的前四个数据，被传送到纹理的第一个元素的四个分量中，分别 与R,G,B,A分量一一对应，其它类推。而对于LUMINANCE 格式的纹理，纹理中第一 行的第一个元素，就对应数组中的第一个数据。其它纹理元素，也是与数组中的数 据一一对应的。*/ //--------------------begin------------------------- //以下代码是渲染一个大小为texSize * texSize矩形， //其作用就是把纹理中的数据，经过处理后，保存到帧缓冲中去， //由于用到了离屏渲染，这里的帧缓冲区指的就是FBO纹理。 //在这里，只是简单地把数据从纹理直接传送到帧缓冲中， //没有对这些流过GPU的数据作任何处理，但是如果我们会用CG、 //GLSL等高级着色语言，对显卡进行编程，便可以在GPU中 //截获这些数据，并对它们进行任何我们所想要的复杂运算。 //这就是GPGPU技术的精髓所在。问题讨论：www.physdev.com /*这是一个反方向的操作，那就是把数据从GPU传输回来，存放在CPU的数组上。同 样，有两种不同的方法可供我们选择。传统上，我们是使用OpenGL获取纹理的方法， 也就是绑定一个纹理目标，然后调用glGetTexImage()这个函数。这些函数的参数， 我们在前面都有见过。 glBindTexture(texture_target,texID); glGetTexImage(texture_target,0,texture_format,GL_FLOAT,data); */ glColor4f(1.00f,1.00f,1.00f,1.0f); glBindTexture(GL_TEXTURE_RECTANGLE_ARB,tex); glEnable(GL_TEXTURE_RECTANGLE_ARB); glBegin(GL_QUADS); glTexCoord2f(0.0, 0.0); glVertex2f(0.0, 0.0); glTexCoord2f(texSize, 0.0); glVertex2f(texSize, 0.0); glTexCoord2f(texSize, texSize); glVertex2f(texSize, texSize); glTexCoord2f(0.0, texSize); glVertex2f(0.0, texSize); glEnd(); //--------------------end------------------------ //但是这个我们将要读取的纹理，已经和一个FBO对像绑定的话，我们可以采用改变 //渲染指针方向的技术来实现。 // 从帧缓冲中读取数据，并把数据保存到result数组中。 glReadBuffer(GL_COLOR_ATTACHMENT0_EXT); glReadPixels(0, 0, texSize, texSize,GL_RGBA,GL_FLOAT,result); /*由于我们要读取GPU的整个纹理，因此这里前面两个参数是0，0。表示从0起始点开 始读取。该方法是被推荐使用的。 一个忠告：比起在GPU内部的传输来说，数据在主机内存与GPU内存之间相互传输，其 花费的时间是巨大的，因此要谨慎使用。由其是从CPU到GPU的逆向传输。 */ /* --------------CPU---------------- -------------GPU------------ | | | | | data arr: | | texture: | | [][][][][][][][][] --------------> [][][] | | | | [][][] | | | | [][][] | | | | // | | result: | | FBO: | | [][][][][][][][][] | | [][][] | | <----------------- [][][] | | | | [][][] | |-------------------------------| |--------------------------| */ // 显示最终的结果 printf("Data before roundtrip:/n"); for (i=0; i<texSize*texSize*4; i++) printf("%f/n",data[i]); printf("Data after roundtrip:/n"); for (i=0; i<texSize*texSize*4; i++) printf("%f/n",result[i]); // 释放本地内存 free(data); free(result); // 释放显卡内存 glDeleteFramebuffersEXT (1,&fb); glDeleteTextures (1,&tex); glDeleteTextures(1,&fboTex); system("pause"); return 0; }
