CUDA 纹理入门
一、什么是CUDA纹理
CUDA纹理是NVIDIA GPU提供的一种特殊内存访问机制，它允许高效地访问和过滤结构化数据。纹理内存最初是为图形渲染设计的，但在通用计算(GPGPU)中也很有用。
二、纹理内存的优势
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缓存优化：纹理内存有专用的缓存，适合空间局部性好的访问模式
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硬件过滤：支持自动的线性插值等操作
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边界处理：可以自动处理越界访问
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多维访问：方便处理2D、3D数据
三、纹理引用操作纹理
基本使用步骤
1. 声明纹理引用
c
texture<DataType, Type, ReadMode> texRef;DataType (数据类型)
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uchar,uchar2,uchar4 -
schar,char2,char4 -
ushort,ushort2,ushort4 -
short,short2,short4 -
uint,uint2,uint4 -
int,int2,int4 -
float,float2,float4
Type (纹理类型)
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cudaTextureType1D: 一维纹理 -
cudaTextureType2D: 二维纹理 -
cudaTextureType3D: 三维纹理 -
cudaTextureTypeCubemap: 立方体贴图 -
cudaTextureType1DLayered: 分层一维纹理 -
cudaTextureType2DLayered: 分层二维纹理
ReadMode (读取模式)
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cudaReadModeElementType: 直接读取元素类型 -
cudaReadModeNormalizedFloat: 将整数类型归一化为[0.0, 1.0]或[-1.0, 1.0]的浮点数
示例：
c
texture<float, 2, cudaReadModeElementType> texRef;cudaReadModeElementType表示纹理将按照内存中的原始数据类型直接读取数据，不进行任何格式转换。与之相对的是cudaReadModeNormalizedFloat，后者会将整数类型数据自动归一化为浮点数。
2. 纹理参数配置
地址模式 (addressMode)
控制纹理坐标超出[0,1]范围时的行为：
c
texRef.addressMode[0] = ...; // 第一维(x)的地址模式
texRef.addressMode[1] = ...; // 第二维(y)的地址模式
texRef.addressMode[2] = ...; // 第三维(z)的地址模式可选值：
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cudaAddressModeWrap: 环绕模式(重复纹理)-
坐标1.25 → 0.25
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坐标-0.25 → 0.75
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cudaAddressModeClamp: 钳制模式(边缘延伸)-
坐标1.25 → 1.0
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坐标-0.25 → 0.0
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cudaAddressModeMirror: 镜像模式(交替重复)-
坐标1.25 → 0.75
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坐标2.25 → 0.25
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cudaAddressModeBorder: 边界模式(返回零)-
超出范围的坐标返回(0,0,0,0)
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过滤模式 (filterMode)
控制纹理采样的插值方式：
c
texRef.filterMode = cudaFilterModePoint; // 最近邻采样
texRef.filterMode = cudaFilterModeLinear; // 线性插值-
cudaFilterModePoint: 返回最接近纹理坐标的纹素 -
cudaFilterModeLinear: 对2D纹理执行双线性插值，对1D纹理执行线性插值
注意：线性过滤需要浮点数据类型或cudaReadModeNormalizedFloat模式
归一化坐标 (normalized)
c
texRef.normalized = true; // 使用[0,1]范围的归一化坐标
texRef.normalized = false; // 使用[0,width)或[0,height)的实际坐标-
true: 坐标自动归一化到[0,1]范围 -
false: 使用实际像素坐标
其他高级参数
各向异性过滤 (maxAnisotropy)
c
texRef.maxAnisotropy = 1; // 默认值(各向同性过滤)控制各向异性过滤的