使用usampler2D采样R16_UINT图像时是否支持插值？

你用usampler2D采样R16_UINT格式图像时遇到了无插值的问题，代码如下：

uvec4 upix_color = texture(usampler2D(utextures[nonuniformEXT(idx_of_height_map)], samplers[0]), result.uvs);

问题原因 #

GLSL中的无符号整数采样器（usampler2D）不支持硬件原生的纹理过滤插值。多数GPU的硬件设计中，整数格式纹理的采样仅默认支持最近邻模式，线性插值等过滤操作对整数纹理无效——硬件不会对整数像素值进行插值计算，只会返回距离采样点最近的整数像素。

解决办法 #

1. 改用R16_UNORM格式（推荐）

将纹理格式改为R16_UNORM，使用普通sampler2D采样，硬件会原生支持线性插值。采样得到的归一化浮点数可再转换回0-65535的整数：

vec4 pix_color = texture(sampler2D(textures[idx_of_height_map], samplers[0]), result.uvs);
uint height_value = uint(pix_color.r * 65535.0);

这种方式性能最优，是最常用的方案。

2. 手动实现整数插值（仅当必须保留R16_UINT时）

如果必须使用R16_UINT格式，只能在着色器中手动计算插值逻辑。以双线性插值为例，步骤为：获取采样点周围4个像素的整数取值，再根据UV的小数部分完成插值：

vec2 uv = result.uvs;
// 获取纹理尺寸
vec2 tex_size = textureSize(utextures[idx_of_height_map], 0);
// 计算纹理坐标的整数部分和小数偏移
vec2 tex_coord = uv * tex_size;
vec2 int_coord = floor(tex_coord);
vec2 frac_coord = fract(tex_coord);

// 采样周围4个像素（需加0.5取像素中心）
uvec4 tl = texture(usampler2D(utextures[idx_of_height_map], samplers[0]), (int_coord + vec2(0.5)) / tex_size);
uvec4 tr = texture(usampler2D(utextures[idx_of_height_map], samplers[0]), (int_coord + vec2(1.5, 0.5)) / tex_size);
uvec4 bl = texture(usampler2D(utextures[idx_of_height_map], samplers[0]), (int_coord + vec2(0.5, 1.5)) / tex_size);
uvec4 br = texture(usampler2D(utextures[idx_of_height_map], samplers[0]), (int_coord + vec2(1.5, 1.5)) / tex_size);

// 双线性插值计算最终值
uint interpolated_r = uint(mix(mix(float(tl.r), float(tr.r), frac_coord.x), mix(float(bl.r), float(br.r), frac_coord.x), frac_coord.y));
// 其他通道同理处理
uvec4 final_color = uvec4(interpolated_r, tl.g, tl.b, tl.a);

注意手动插值会增加着色器计算开销，性能不如原生浮点插值。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Zebrafish