采样器变量 (Sampler)
采样器 (Sampler) 是 GLSL 中的一类特殊变量类型。采样器变量必须是 uniform 或函数参数，每个采样器代表一个特定类型的纹理。
采样器类型
采样器类型分为三类，对应纹理图像格式的基础数据类型：
| 前缀 | 数据类型 | 说明 |
|---|---|---|
sampler | 浮点 | 默认前缀，无前缀 |
isampler | 有符号整数 | 前缀 i |
usampler | 无符号整数 | 前缀 u |
类型匹配
采样器类型必须与纹理的图像格式匹配。例如，用 usampler2D 采样 GL_R8I 格式纹理，或用 sampler1D 采样 GL_R8UI 格式纹理，都会产生未定义值。
基础采样器类型对照表
| GLSL 采样器 | OpenGL 枚举 | 纹理类型 |
|---|---|---|
gsampler1D | GL_TEXTURE_1D | 1D 纹理 |
gsampler2D | GL_TEXTURE_2D | 2D 纹理 |
gsampler3D | GL_TEXTURE_3D | 3D 纹理 |
gsamplerCube | GL_TEXTURE_CUBE_MAP | 立方体贴图 |
gsampler2DRect | GL_TEXTURE_RECTANGLE | 矩形纹理 |
gsampler1DArray | GL_TEXTURE_1D_ARRAY | 1D 数组纹理 |
gsampler2DArray | GL_TEXTURE_2D_ARRAY | 2D 数组纹理 |
gsamplerCubeArray | GL_TEXTURE_CUBE_MAP_ARRAY | 立方体数组纹理 |
gsamplerBuffer | GL_TEXTURE_BUFFER | 缓冲纹理 |
gsampler2DMS | GL_TEXTURE_2D_MULTISAMPLE | 多重采样纹理 |
gsampler2DMSArray | GL_TEXTURE_2D_MULTISAMPLE_ARRAY | 多重采样数组纹理 |
g代表任意前缀（无、i、u）
阴影采样器
具有深度或深度-模板格式且启用了深度比较的纹理必须使用阴影采样器：
| GLSL 采样器 | OpenGL 枚举 |
|---|---|
sampler1DShadow | GL_TEXTURE_1D |
sampler2DShadow | GL_TEXTURE_2D |
samplerCubeShadow | GL_TEXTURE_CUBE_MAP |
sampler2DRectShadow | GL_TEXTURE_RECTANGLE |
sampler1DArrayShadow | GL_TEXTURE_1D_ARRAY |
sampler2DArrayShadow | GL_TEXTURE_2D_ARRAY |
samplerCubeArrayShadow | GL_TEXTURE_CUBE_MAP_ARRAY |
阴影采样器访问结果始终是 [0, 1] 范围的单个浮点值，表示通过深度比较的样本比例。
语言定义
采样器变量只能以两种方式定义：
uniform sampler2D texture1;
void Function(in sampler2D myTexture);采样器没有"值"，不能通过表达式设置，只能作为函数调用的直接参数传递。
纹理查找函数
纹理坐标
- 归一化坐标：坐标范围 [0, 1]，与纹理尺寸无关
- 纹素空间坐标：坐标范围 [0, size]，
size为纹理该维度大小
矩形纹理始终使用纹素空间坐标。引用数组层的坐标组件不归一化。
着色器阶段中的纹理查找
纹理采样不仅限于片段着色器。然而，非片段着色器阶段有限制：
Mipmap 计算依赖隐式导数，这只能在片段着色器中通过纹理坐标相对于窗口空间的变化率计算。在其他阶段，只能访问基础 mipmap 层级。
非均匀控制流
在片段着色器中，如果纹理采样发生在非均匀控制流中（条件基于非常量 uniform 或输入变量），且纹理使用了 mipmap 或各向异性过滤，结果将是未定义的。
解决方案：
- 重构代码，始终执行纹理采样但条件性使用结果
- 使用
dFdx/dFdy在均匀控制流中预先计算梯度，然后用textureGrad采样
纹理尺寸获取
ivec textureSize(gsampler sampler, int lod);返回指定 LOD 层级的纹理尺寸。无 mipmap 的采样器类型不需要 lod 参数。
Mipmap 层级查询
int textureQueryLevels(gsampler sampler);返回纹理可用的 mipmap 层级数。
基础纹理访问
gvec texture(gsampler sampler, vec texCoord[, float bias]);使用归一化纹理坐标采样。bias 参数仅限片段着色器使用。
偏移纹理访问
gvec textureOffset(gsampler sampler, vec texCoord, ivec offset[, float bias]);offset 必须是常量表达式，范围由 GL_MIN_PROGRAM_TEXEL_OFFSET 和 GL_MAX_PROGRAM_TEXEL_OFFSET 限定。
投影纹理访问
gvec textureProj(gsampler sampler, vec projTexCoord[, float bias]);纹理坐标除以最后一个分量后使用。阴影采样器的比较值位于倒数第二个分量，也会被除。
LOD 纹理访问
gvec textureLod(gsampler sampler, vec texCoord, float lod);显式指定 mipmap LOD。LOD 0 表示基础层级。
TIP
textureLod 不需要隐式导数，可在任何着色器阶段使用。
梯度纹理访问
gvec textureGrad(gsampler sampler, vec texCoord, gradvec dTdx, gradvec dTdy);显式提供纹理坐标在窗口 X 和 Y 方向的变化梯度。不需要隐式导数。
纹理收集
gvec4 textureGather(gsampler sampler, vec texCoord, int comp);
gvec4 textureGatherOffset(gsampler sampler, vec texCoord, ivec2 offset, int comp);
gvec4 textureGatherOffsets(gsampler sampler, vec texCoord, ivec2 offsets[4], int comp);返回最近的四个纹素的指定分量，顺序为：X=左上，Y=右上，Z=右下，W=左下。
组合纹理访问
以下函数组合了上述功能：
textureProjOffsettextureProjLodtextureProjLodOffsettextureProjGradtextureProjGradOffsettextureLodOffsettextureGradOffset
参数按函数名中出现的顺序添加。
直接纹素获取
gvec texelFetch(gsampler sampler, ivec texCoord[, int lod][, int sample]);
gvec texelFetchOffset(gsampler sampler, ivec texCoord, int lod, ivec offset);使用非归一化纹素坐标直接获取纹素值，忽略采样器参数（如环绕模式）。
TIP
这是唯一能接受多重采样和缓冲采样器的纹理函数。
绑定纹理到采样器
传统绑定方式
void glActiveTexture(GLenum textureUnit);
void glBindTexture(GLenum target, GLuint texture);
void glBindSampler(GLuint unit, GLuint sampler);设置采样器 uniform 值：
GLint loc = glGetUniformLocation(program, "baseImage");
glUseProgram(program);
glUniform1i(loc, 0); // 使用纹理单元 0着色器内绑定
版本要求
核心版本：4.2 | 扩展：ARB_shading_language_420pack
layout(binding = 0) uniform sampler2D diffuseTex;直接状态访问
版本要求
核心版本：4.5 | 扩展：ARB_direct_state_access
void glBindTextureUnit(GLuint unit, GLuint texture);示例代码
glLinkProgram(program);
GLint baseImageLoc = glGetUniformLocation(program, "baseImage");
GLint normalMapLoc = glGetUniformLocation(program, "normalMap");
glUseProgram(program);
glUniform1i(baseImageLoc, 0); // 纹理单元 0
glUniform1i(normalMapLoc, 2); // 纹理单元 2
// 渲染时绑定纹理
glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + 0);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, objectBaseImage);
glBindSampler(0, linearFiltering);
glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + 2);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, objectNormalMap);
glBindSampler(2, linearFiltering);
glDraw*();多重绑定
版本要求
核心版本：4.4 | 扩展：ARB_multi_bind
void glBindTextures(GLuint first, GLsizei count, const GLuint *textures);
void glBindSamplers(GLuint first, GLsizei count, const GLuint *samplers);一次性绑定多个纹理或采样器对象到连续的纹理单元。