JOGL中向片段着色器传递整数值异常问题

问题描述 #

在OpenGL应用中，尝试通过VBO将整数传递至顶点着色器，再转发给片段着色器用作纹理数组的zIndex，但该整数值始终为0。顶点、法线、纹理坐标通过VBO传递均正常，改用浮点数传递也出现相同问题。

相关代码 #

顶点着色器 #

#version 410

layout (location = 0) in vec3 aPos;
layout (location = 1) in vec3 aNorm;
layout (location = 2) in vec2 aTexCoords;
layout (location = 3) in uint aDepth;

out vec2 TexCoords;
out vec3 Normal;
out vec3 FragPos;
out uint vDepth;

uniform mat4 model;
uniform mat4 view;
uniform mat4 projection;

void main()
{
     vDepth = aDepth;
     TexCoords = aTexCoords;
     gl_Position = projection * view * model * vec4(aPos, 1.0);
}

片段着色器 #

#version 410

in vec2 TexCoords;
flat in uint vDepth;

uniform sampler2DArray textureArray;

out vec4 FragColor;


void main()
{
    if(vDepth == 0) {
        FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);
    } else {
        FragColor = vec4(0.0, 1.0, 0.0, 1.0);
    }

//    FragColor = texture(textureArray, vec3(TexCoords, vDepth));
}

VAO/VBO创建代码 #

public Block(GL4 gl, int shaderProgram, float[] vertices, float[] normals, float[] textureCoordinates, int blockType) {

        gl.glUseProgram(shaderProgram);

        // setup object
        gl.glGenVertexArrays(1, vao, 0);
        gl.glGenBuffers(vbo.length, vbo, 0);

        // bind to vao
        gl.glBindVertexArray(vao[0]);

        gl.glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo[0]);
        gl.glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, (long) vertices.length * Float.BYTES, Buffers.newDirectFloatBuffer(vertices), GL_STATIC_DRAW);

        gl.glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo[1]);
        gl.glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, (long) normals.length * Float.BYTES, Buffers.newDirectFloatBuffer(normals), GL_STATIC_DRAW);

        gl.glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo[2]);
        gl.glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, (long) textureCoordinates.length * Float.BYTES, Buffers.newDirectFloatBuffer(textureCoordinates), GL_STATIC_DRAW);

        // ISSUE IS HERE //
        gl.glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo[3]);
        IntBuffer blockBuffer = Buffers.newDirectIntBuffer(blockType);
        gl.glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, Integer.BYTES, blockBuffer, GL_STATIC_DRAW);

        // bind to indices
        gl.glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo[0]);
        gl.glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, false, 3 * Float.BYTES, 0);
        gl.glEnableVertexAttribArray(0);

        gl.glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo[1]);
        gl.glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, false, 3 * Float.BYTES, 0);
        gl.glEnableVertexAttribArray(1);

        gl.glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo[2]);
        gl.glVertexAttribPointer(2, 2, GL_FLOAT, false, 2 * Float.BYTES, 0);
        gl.glEnableVertexAttribArray(2);


        // ISSUE IS HERE //
        gl.glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo[3]);
        gl.glVertexAttribIPointer(3, 1, GL_UNSIGNED_INT, Integer.BYTES, 0);
        gl.glEnableVertexAttribArray(3);

        gl.glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
    }

问题根源 #

核心问题在于深度属性的VBO数据长度与顶点数量不匹配：

• 位置、法线等属性的VBO存储了与顶点数量对应的多组数据，但深度属性仅传入了单个整数。当OpenGL绘制多个顶点时，只有第一个顶点能读取到传入的blockType值，后续顶点会读取VBO中超出初始化范围的内存（通常为0或未定义值）。
• 改用浮点数传递时问题依旧，也验证了这一点——浮点数VBO同样只传入了单个值，无法覆盖所有顶点。

解决步骤 #

1. 生成与顶点数量匹配的深度数据
   计算顶点总数，创建对应长度的整数数组，每个元素填充blockType值，再传入VBO：

   // 计算顶点数量：每个顶点占3个float分量
   int vertexCount = vertices.length / 3;
   int[] depthData = new int[vertexCount];
   // 所有顶点复用同一个blockType值
   Arrays.fill(depthData, blockType);
   
   gl.glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo[3]);
   IntBuffer blockBuffer = Buffers.newDirectIntBuffer(depthData);
   // 传入完整的深度数据数组
   gl.glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, (long) depthData.length * Integer.BYTES, blockBuffer, GL_STATIC_DRAW);
   

2. 验证顶点属性指针参数
   当前glVertexAttribIPointer的参数是正确的：

   • 第三个参数GL_UNSIGNED_INT与顶点着色器的uint类型匹配；
   • 第四个参数Integer.BYTES是单个深度属性的字节步长（无间隔，步长等于单个元素大小）；
   • 偏移量为0，符合单独VBO的布局。

3. 保持类型一致性（可选）
   如果blockType是有符号整数，可将顶点着色器的aDepth改为int，同时将glVertexAttribIPointer的第三个参数改为GL_INT，避免无符号/有符号转换的潜在问题。

4. 确认绘制调用的顶点数量
   确保绘制时使用的顶点数量与depthData的长度一致，例如：

   gl.glBindVertexArray(vao[0]);
   gl.glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, vertexCount);
   

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user10039647