C语言 使用 OpenGL 从 CUDA 生成的顶点缓冲区对象绘制图像

Question

我正在使用 CUDA 生成此 ABGR 输出图像。有问题的图像存储在 uchar4 数组中。数组的每个元素表示图像中每个像素的颜色。显然，此输出数组是 2D 图像，但它在 CUDA 中作为交错字节的线性存储器分配。

我知道 CUDA 可以轻松地将此数组映射到 OpenGL 顶点缓冲区对象。我的问题是，假设我有图像中每个像素的 RGB 值，以及图像的宽度和高度，如何使用 OpenGL 将此图像绘制到屏幕上？
我知道必须涉及某种着色器，但由于我的知识很少，我不知道着色器如何使用每个像素的颜色，而是将其映射到正确的屏幕像素。

我知道我应该增加我在OpenGL方面的知识，但这似乎是一项微不足道的任务。如果有一个简单的方法来绘制这个图像，我宁愿不花太多时间学习OpenGL。

Answer 1

我终于找到了一种简单的方法来做我想做的事。不幸的是，我不知道罗伯特在NVIDIA网站上谈论的样本的存在。

长话短说，绘制图像的最简单方法是在 OpenGL 中定义一个像素缓冲区对象，向 CUDA 注册缓冲区并将其作为uchar4输出数组传递给 CUDA 内核。这是一个基于 JOGL 和 JCUDA 的快速伪代码，显示了所涉及的步骤。大部分代码是从 NVIDIA 网站上的示例中获取的：

1） 创建 OpenGL 缓冲区

GL2 gl = drawable.getGL().getGL2();
int[] buffer = new int[1];
// Generate buffer
gl.glGenBuffers(1, IntBuffer.wrap(buffer));
glBuffer = buffer[0];
// Bind the generated buffer
gl.glBindBuffer(GL2.GL_ARRAY_BUFFER, glBuffer);
// Specify the size of the buffer (no data is pre-loaded in this buffer)
gl.glBufferData(GL2.GL_ARRAY_BUFFER, imageWidth * imageHeight * 4, (Buffer)null, GL2.GL_DYNAMIC_DRAW);
gl.glBindBuffer(GL2.GL_ARRAY_BUFFER, 0);
// The bufferResource is of type CUgraphicsResource and is defined as a class field
this.bufferResource = new CUgraphicsResource();
// Register buffer in CUDA
cuGraphicsGLRegisterBuffer(bufferResource, glBuffer, CUgraphicsMapResourceFlags.CU_GRAPHICS_MAP_RESOURCE_FLAGS_NONE);

2）初始化纹理并设置纹理参数

GL2 gl = drawable.getGL().getGL2();
int[] texture = new int[1];
gl.glGenTextures(1, IntBuffer.wrap(texture));
this.glTexture = texture[0];
gl.glBindTexture(GL2.GL_TEXTURE_2D, glTexture);
gl.glTexParameteri(GL2.GL_TEXTURE_2D, GL2.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL2.GL_LINEAR);
gl.glTexParameteri(GL2.GL_TEXTURE_2D, GL2.GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL2.GL_LINEAR);

gl.glTexImage2D(GL2.GL_TEXTURE_2D, 0, GL2.GL_RGBA8, imageWidth, imageHeight, 0, GL2.GL_BGRA, GL2.GL_UNSIGNED_BYTE, (Buffer)null);
gl.glBindTexture(GL2.GL_TEXTURE_2D, 0); 

3） 运行 CUDA 内核并在 OpenGL 的显示循环中显示结果。

this.runCUDA();
GL2 gl = drawable.getGL().getGL2();
gl.glBindBuffer(GL2.GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER, glBuffer);
gl.glBindTexture(GL2.GL_TEXTURE_2D, glTexture);
gl.glTexSubImage2D(GL2.GL_TEXTURE_2D, 0, 0, 0,
                imageWidth, imageHeight,
                GL2.GL_RGBA, GL2.GL_UNSIGNED_BYTE, 0); //The last argument must be ZERO! NOT NULL! :-)
gl.glBindBuffer(GL2.GL_PIXEL_PACK_BUFFER, 0);
gl.glBindBuffer(GL2.GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER, 0);
gl.glBindTexture(GL2.GL_TEXTURE_2D, glTexture);
gl.glEnable(GL2.GL_TEXTURE_2D);
gl.glDisable(GL2.GL_DEPTH_TEST);
gl.glDisable(GL2.GL_LIGHTING);
gl.glTexEnvf(GL2.GL_TEXTURE_ENV, GL2.GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL2.GL_REPLACE);
gl.glMatrixMode(GL2.GL_PROJECTION);
gl.glPushMatrix();
gl.glLoadIdentity();
gl.glOrtho(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0);
gl.glMatrixMode(GL2.GL_MODELVIEW);
gl.glLoadIdentity();
gl.glViewport(0, 0, imageWidth, imageHeight);

gl.glBegin(GL2.GL_QUADS);
    gl.glTexCoord2f(0.0f, 1.0f);
    gl.glVertex2f(-1.0f, -1.0f);

    gl.glTexCoord2f(1.0f, 1.0f);
    gl.glVertex2f(1.0f, -1.0f);

    gl.glTexCoord2f(1.0f, 0.0f);
    gl.glVertex2f(1.0f, 1.0f);

    gl.glTexCoord2f(0.0f, 0.0f);
    gl.glVertex2f(-1.0f, 1.0f);
gl.glEnd();
gl.glMatrixMode(GL2.GL_PROJECTION);
gl.glPopMatrix();
gl.glDisable(GL2.GL_TEXTURE_2D);

3.5） CUDA 调用：

public void runCuda(GLAutoDrawable drawable) {
    devOutput = new CUdeviceptr();
    // Map the OpenGL buffer to a resource and then obtain a CUDA pointer to that resource
    cuGraphicsMapResources(1, new CUgraphicsResource[]{bufferResource}, null);
    cuGraphicsResourceGetMappedPointer(devOutput, new long[1], bufferResource);
    // Setup the kernel parameters making sure that the devOutput pointer is passed to the kernel
    Pointer kernelParams = 
                            .
                            .
                            .
                            .
    int gridSize = (int) Math.ceil(imageWidth * imageHeight / (double)DESC_BLOCK_SIZE);
    cuLaunchKernel(function,
            gridSize, 1, 1,
            DESC_BLOCK_SIZE, 1, 1,
            0, null,
            kernelParams, null);
    cuCtxSynchronize();
    // Unmap the buffer so that it can be used in OpenGL
    cuGraphicsUnmapResources(1, new CUgraphicsResource[]{bufferResource}, null);
}

PS：我感谢罗伯特提供示例的链接。我还要感谢那些在没有任何有用反馈的情况下对我的问题投反对票的人！