采样器对象 (Sampler Object)

采样器对象是存储纹理采样参数的 OpenGL 对象，用于着色器中的纹理访问。

核心版本：3.3
扩展：ARB_sampler_objects

管理

采样器对象的标准管理函数：

void glGenSamplers(GLsizei n, GLuint *samplers);
void glDeleteSamplers(GLsizei n, const GLuint *samplers);
GLboolean glIsSampler(GLuint sampler);
void glCreateSamplers(GLsizei n, GLuint *samplers);  // DSA

绑定到纹理单元：

void glBindSampler(GLuint unit, GLuint sampler);

unit 是纹理单元索引（0 到 GL_MAX_COMBINED_TEXTURE_IMAGE_UNITS - 1）。

TIP

修改采样器参数不需要绑定，参数设置函数直接接受采样器对象作为参数。仅在需要使用时绑定。

参数设置

void glSamplerParameteri(GLuint sampler, GLenum pname, GLint param);
void glSamplerParameterf(GLuint sampler, GLenum pname, GLfloat param);
void glSamplerParameteriv(GLuint sampler, GLenum pname, const GLint *params);
void glSamplerParameterfv(GLuint sampler, GLenum pname, const GLfloat *params);
void glSamplerParameterIiv(GLuint sampler, GLenum pname, const GLint *params);
void glSamplerParameterIuiv(GLuint sampler, GLenum pname, const GLuint *params);

当采样器对象绑定到纹理单元时，绑定到同一单元的纹理的内部采样参数将被忽略，采样参数来自采样器对象。

采样参数

过滤 (Filtering)

放大过滤

GL_TEXTURE_MAG_FILTER 控制：

• GL_NEAREST：最近邻采样（点采样）
• GL_LINEAR：线性插值

缩小过滤

GL_TEXTURE_MIN_FILTER 控制：

参数	级内线性	使用 Mipmap	级间线性
GL_NEAREST	✗	✗	-
GL_LINEAR	✓	✗	-
GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST	✗	✓	✗
GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST	✓	✓	✗
GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR	✗	✓	✓
GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR	✓	✓	✓

术语说明

OpenGL 不使用"双线性"和"三线性"术语，因为这些术语与纹理维度相关：

• GL_LINEAR 在 1D 纹理上是单线性，在 2D 纹理上是双线性，在 3D 纹理上是三线性
• 通常"三线性"指 2D 纹理的 GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR

各向异性过滤

核心版本：4.6
扩展：ARB_texture_filter_anisotropic, EXT_texture_filter_anisotropic

glSamplerParameterf(sampler, GL_TEXTURE_MAX_ANISOTROPY, 16.0f);

值范围：1.0 到 GL_MAX_TEXTURE_MAX_ANISOTROPY。建议配合 GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR 使用。

LOD 控制

• GL_TEXTURE_MIN_LOD：最小 LOD 值
• GL_TEXTURE_MAX_LOD：最大 LOD 值
• GL_TEXTURE_LOD_BIAS：LOD 偏移量

深度比较模式

深度纹理可以以两种方式采样：

1. 普通模式：返回深度值
2. 比较模式：与参考值比较，返回比较结果

启用比较模式：

glSamplerParameteri(sampler, GL_TEXTURE_COMPARE_MODE, GL_COMPARE_REF_TO_TEXTURE);
glSamplerParameteri(sampler, GL_TEXTURE_COMPARE_FUNC, GL_LESS);

比较函数：GL_NEVER、GL_ALWAYS、GL_LESS、GL_LEQUAL、GL_EQUAL、GL_NOT_EQUAL、GL_GEQUAL、GL_GREATER。

比较模式在 GLSL 中使用 sampler2DShadow 等阴影采样器类型。使用线性过滤时返回通过比较的邻近纹素比例（Percentage Closer Filtering）。

边界采样模式

纹理坐标可以超出 [0, 1] 范围，通过以下参数控制边界行为：

• GL_TEXTURE_WRAP_S：S 坐标边界模式
• GL_TEXTURE_WRAP_T：T 坐标边界模式
• GL_TEXTURE_WRAP_R：R 坐标边界模式

模式	说明
GL_REPEAT	重复（循环）
GL_MIRRORED_REPEAT	镜像重复
GL_CLAMP_TO_EDGE	钳制到边缘
GL_CLAMP_TO_BORDER	钳制到边界颜色
GL_MIRROR_CLAMP_TO_EDGE	镜像后钳制到边缘（GL 4.4）

边界颜色

使用 GL_CLAMP_TO_BORDER 时需设置边界颜色：

GLfloat borderColor[] = {1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f};
glSamplerParameterfv(sampler, GL_TEXTURE_BORDER_COLOR, borderColor);

边界颜色格式必须与纹理图像格式匹配：

• 浮点/归一化格式 → 使用浮点值
• 整数格式 → 使用整数版本函数 (Iiv/Iuiv)

无缝立方体贴图

扩展：ARB_seamless_cubemap_per_texture

glSamplerParameteri(sampler, GL_TEXTURE_CUBE_MAP_SEAMLESS, GL_TRUE);

启用后，过滤可以在立方体面之间进行，消除面边界处的接缝。

示例代码

GLuint sampler;
glGenSamplers(1, &sampler);

glSamplerParameteri(sampler, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR);
glSamplerParameteri(sampler, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
glSamplerParameteri(sampler, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
glSamplerParameteri(sampler, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
glSamplerParameterf(sampler, GL_TEXTURE_MAX_ANISOTROPY, 16.0f);

glBindSampler(0, sampler);  // 绑定到纹理单元 0