GLSL 调试技巧入门【OpenGL】

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使用Nsight图形调试器

调试 GLSL 着色器代码是出了名的困难。与 C++ 或 Java 等典型语言的编程不一样，着色程序在哪里失败每每是不明确的。一般，一个着色器错误表现为一个空白屏幕，不提供任何关于错误本质的线索。更使人沮丧的是，没有办法在运行时打印出着色器变量的值，就像人们一般在跟踪一个难以捉摸的 bug 时所作的那样。 缺少显示着色器变量的简单能力是一个严重的障碍，因为这个缘由，显卡制造商有时在硬件中提供在运行时从着色器中提取信息的功能，并以图形调试器的形式构建了访问信息的工具。每一个制造商的调试工具只能在该制造商的显卡存在的状况下工做。NVIDIA 的图形调试器是一个更大的工具套件 Nsight 的一部分， AMD 也有一个相似的工具套件叫作 CodeXL 。

关于英伟达 Nsight

Nsight 是一套 NVIDIA 的工具，它包含一个图形调试器，当程序运行时，它能够查看 OpenGL 图形管道的各个阶段，包括着色器。不须要更改或添加任何代码。只需在启用 Nsight 的状况下运行现有程序。Nsight 容许在运行时检查着色器，好比查看着色器的统一变量的当前内容。有些版本甚至容许在运行时更改着色器代码。

有适用于 Windows 和 Linux/MacOS 的 Nsight 版本，能够与微软的 Visual Studio (VS) 和 Eclipse IDE 交互。咱们只讨论 Windows 和 Visual Studio 。

Nsight 只能与 NVIDIA 显卡兼容;它不适用于英特尔或 AMD 显卡。完整的支持卡列表可在 NVIDIA 网站查询

Nsight 正在迅速变化，Nsight 可能会有更多使人兴奋的变化和发展

设置 Nsight

有多种方法能够设置 Nsight 并将其整合到 Visual Studio 中。根据你安装的版本，Nsight 菜单将被添加到最顶部的 VS 菜单或做为 “扩展” 菜单的子菜单。咱们安装 Nsight 的方式以下:

1. 安装 NVIDIA Nsight Graphics，网址为 developer.nvidia.com/nsight-grap… 咱们安装了2020.4版本。

2. 在 Visual Studio 中，使用 Extensions►Manage Extensions 来搜索和安装 Nsight 集成。“Nsight” 菜单应该出如今顶部菜单栏或扩展项下的子菜单。

在 Nsight 中运行 C++ / OpenGL 应用程序

1. 加载但愿运行的程序。在 “Nsight” 菜单中，选择 “Frame Debugger” 或 “Start Graphics Debugging” (取决于你的版本和安装)来运行你的程序，以下所示:

2. 可能会弹出一个窗口，询问您是否想要“无安全链接?” 若是是，那么点击“链接不安全”。可能还会出现一个窗口，显示与 Nsight 的链接，并询问您是否但愿启动帧调试器。若是是，那么点击 “Launch Frame Debugger” ，以下所示:

3. 而后应该执行 C++ /OpenGL 图形程序。根据您的安装，各类窗口可能会出如今您正在运行的程序旁边。Nsight也能够在你运行的程序上叠加一些信息，以下所示:

4. 程序运行后，在你但愿检查的任何区域与它进行交互。此时，您须要暂停执行。在一些安装中，这是经过 Nsight菜单中选择 “暂停和捕获帧” 来完成的，而在其余版本中，这是经过在运行窗口中按 CTRL+Z ，而后单击 “暂停进行实时分析” 按钮来完成的。

5. 应该会出现 Frame 调试器屏幕，以及一个 HUD 工具栏和一个水平选择工具，称为 “scrubber” 。您的程序可能会在此时冻结。在调试器屏幕的中心是一个左栏，上面有每一个着色器阶段的按钮。例如，你能够为 “Vertex Shader” 突出 “VS” ，在其右侧较大的中心框中，你能够向下滚动并查看统一变量的内容(假设你在它上面选择了“ API 检查器”)。下图中，“proj_matrix” 右侧的小框已经打开，显示出 4x4 投影矩阵的内容

6. 出现的另外一个有趣的窗口与正在运行的程序类似。这个窗口的底部有一个时间轴，您能够经过单击来查看绘制在框架上的项目序列。下面是一个例子。注意，光标已单击时间轴的左侧区域，它将显示到该点的那些项目

有关如何最大限度地利用 Nsight 工具的详细信息，请参阅 Nsight 文档。