解决OpenGL片段着色器浮点输出精度问题的策略

import OpenGL.GL as GL
import numpy as np

# 假设已经初始化OpenGL上下文，并编译链接了着色器程序
# program = GL.glCreateProgram()
# GL.glAttachShader(program, vertex_shader)
# GL.glAttachShader(program, fragment_shader)
# GL.glLinkProgram(program)
# GL.glUseProgram(program)

# 顶点着色器 (与原问题相同)
vertex_src = """
#version 330 core
in vec3 a_position;
in vec2 vTexcoords;
out vec2 fTexcoords;
void main() {
    gl_Position = vec4(a_position, 1.0);
    fTexcoords = vTexcoords;
}
"""

# 片段着色器 (与原问题相同，计算一个小浮点值)
fragment_src = """
#version 330 core
out vec4 out_color;
in vec2 fTexcoords;

void main() {
    vec4 tempcolor = vec4(0.0);
    float ran = 0.003921568627451; // 约等于 1/255
    for(int i = 0;i < 100;i++)
        tempcolor = tempcolor + ran*ran; // 结果约为 100 * (1/255)^2 = 0.00153787

    out_color = tempcolor;
}
"""

# 模拟 OpenGL 上下文和着色器程序激活
# (在实际应用中，你需要完成完整的 PyOpenGL 初始化流程)
# 假设 program 是你的着色器程序 ID
# 假设 vao 是你的顶点数组对象 ID，包含了绘制一个全屏四边形所需的数据
# GL.glUseProgram(program)
# GL.glBindVertexArray(vao)

# 定义渲染目标尺寸
width, height = 1280, 720

# 1. 创建帧缓冲区对象 (FBO)
fbo_id = GL.glGenFramebuffers(1)
GL.glBindFramebuffer(GL.GL_FRAMEBUFFER, fbo_id)

# 2. 创建一个高精度浮点纹理作为FBO的颜色附件
texture_id = GL.glGenTextures(1)
GL.glBindTexture(GL.GL_TEXTURE_2D, texture_id)
# 使用 GL_RGBA32F 作为内部格式，GL_FLOAT 作为数据类型，确保浮点精度
GL.glTexImage2D(GL.GL_TEXTURE_2D, 0, GL.GL_RGBA32F, width, height, 0, GL.GL_RGBA, GL.GL_FLOAT, None)
# 设置纹理过滤方式 (可选，但推荐)
GL.glTexParameteri(GL.GL_TEXTURE_2D, GL.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL.GL_LINEAR)
GL.glTexParameteri(GL.GL_TEXTURE_2D, GL.GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL.GL_LINEAR)
GL.glBindTexture(GL.GL_TEXTURE_2D, 0) # 解绑纹理

# 3. 将纹理附加到FBO的颜色附件0
GL.glFramebufferTexture2D(GL.GL_FRAMEBUFFER, GL.GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL.GL_TEXTURE_2D, texture_id, 0)

# 4. 指定绘制缓冲区
GL.glDrawBuffers(GL.GL_COLOR_ATTACHMENT0)

# 5. 检查FBO完整性
if GL.glCheckFramebufferStatus(GL.GL_FRAMEBUFFER) != GL.GL_FRAMEBUFFER_COMPLETE:
    print("错误: 帧缓冲区不完整!")
    # 根据实际情况处理错误

# 6. 渲染到FBO
GL.glViewport(0, 0, width, height) # 设置视口以匹配FBO尺寸
GL.glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0) # 清除颜色缓冲区
GL.glClear(GL.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL.GL_DEPTH_BUFFER_BIT)

# 执行渲染命令，假设已激活着色器程序并绑定了VAO
# 例如，绘制一个覆盖整个屏幕的四边形，通常需要6个顶点索引
GL.glDrawElements(GL.GL_TRIANGLES, 6, GL.GL_UNSIGNED_INT, None) 

# 7. 从FBO读取像素数据
# FBO已绑定，可以直接读取
pixel_data = GL.glReadPixels(0, 0, width, height, GL.GL_RGBA, GL.GL_FLOAT)

# 8. 解绑FBO并清理资源
GL.glBindFramebuffer(GL.GL_FRAMEBUFFER, 0) # 绑定回默认帧缓冲区
GL.glDeleteFramebuffers(1, [fbo_id])
GL.glDeleteTextures(1, [texture_id])

# 处理读取到的像素数据
# 将缓冲区数据转换为NumPy数组，并重塑为图像尺寸
pixel_array = np.frombuffer(pixel_data, dtype=np.float32).reshape((height, width, 4))

# 打印某个像素的RGB值，验证精度
# 注意：PyOpenGL glReadPixels 返回的 buffer 是扁平的，需要重塑
# 假设我们只关心第一个像素 (0,0) 或某个代表性像素
print("从FBO读取的像素值 (例如，第一个像素的RGB):", pixel_array[0, 0, :3])

# Python中计算的预期值
expected_val = 100 * (0.003921568627451 * 0.003921568627451)
print("Python中计算的预期值:", expected_val)

# 预期输出应接近 [0.00153787, 0.00153787, 0.00153787]