OpenGL-12-纹理、纹理API及纹理坐标 OpenGL-12-纹理、纹理API及纹理坐

一、了解纹理

在OpenGL中，纹理是一种图形数据，主要用于包装不同的物体。
我们来举个例子：装修房子时，各个房间需要贴不同的墙纸。这里的墙纸就是我们说的纹理。

图片要在屏幕上显示，其实都是通过解码成位图，然后进行显示的。一个图像在帧缓冲区的存储空间大小，可以用这个公式进行计算：
图像存储空间 = 图像的高 * 图像的宽 * 每个像素的字节数
在OpenGL中，纹理一般是.TGA文件。在实际iOS开发中，我们使用的是OpenGL ES，可以直接使用png、jpg格式的压缩图片来作为纹理数据。因为系统会把压缩图片通过解码还原成位图供纹理使用，位图每一个像素点都会有其颜色空间。

二、纹理相关API

我们先把API中用到的数据表放在前面，方便查阅

像素格式表和像素数据类型表

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像素格式-format表

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像素数据类型-type表

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举例解读type表

纹理的使用步骤：读取文件数据、载入纹理、生成纹理对象，设置纹理相关参数

1、读取纹理数据 1.1 从颜?缓冲区中读取文件数据

void glReadPixels(GLint x,GLint y,GLSizei width,GLSizei height, GLenum format, GLenum type,const void * pixels); /* //参数1：x,矩形左下?的窗?坐标 //参数2：y,矩形左下?的窗?坐标 //参数3：width,矩形的宽，以像素为单位 //参数4：height,矩形的?，以像素为单位 //参数5：format,OpenGL 的像素格式，如RGBA。参考：像素格式-format表 //参数6：type,解释参数pixels指向的数据，告诉OpenGL 使?缓存区中的什么数据类型来存储颜?分量，像素数据的数据类型，参考：像素数据类型-type表 //参数7：pixels,指向图形数据的指针 */ //指定读取的缓存 glReadBuffer(mode); //指定写?的缓存 glWriteBuffer(mode);

1.2 从TGA文件中读取纹理数据

/* 参数1：纹理文件名称参数2：文件宽度地址参数3：文件高度地址参数4：文件组件地址参数5：文件格式地址返回值：pBits,指向图像数据的指针 */ gltReadTGABits(<#const char *szFileName#>, <#GLint *iWidth#>, <#GLint *iHeight#>, <#GLint *iComponents#>, <#GLenum *eFormat#>)

2、载入纹理一般使用 glTexImage2D

//width void glTexImage1D(GLenum target,GLint level,GLint internalformat,GLsizei width,GLint border,GLenum format,GLenum type,void *data); //width + height void glTexImage2D(GLenum target,GLint level,GLint internalformat,GLsizei width,GLsizei height,GLint border,GLenum format,GLenum type,void * data); //width + height + depth void glTexImage3D(GLenum target,GLint level,GLint internalformat,GLSizei width,GLsizei height,GLsizei depth,GLint border,GLenum format,GLenum type,void *data); /* * target:`GL_TEXTURE_1D`、`GL_TEXTURE_2D`、`GL_TEXTURE_3D`。 * Level:指定所加载的mip贴图层次。?般我们都把这个参数设置为0。 * internalformat:每个纹理单元中存储多少颜?成分。 * width、height、depth参数:指加载纹理的宽度、?度、深度。 ==注意！==这些值必须是2的整数次?。（这是因为OpenGL 旧版本上的遗留下的?个要求。当然现在已经可以?持不是2的整数次?。但是开发者们还是习惯使?以2的整数次?去设置这些参数。）* border参数:允许为纹理贴图指定?个边界宽度。 * format、type、data参数：与上面一样 */

3、生成纹理

生成纹理有两步：
1、申请分配纹理对象。glGenTextures
2、绑定纹理状态。glBindTexture

3.1 申请分配纹理对象

//使?函数分配纹理对象 //指定纹理对象的数量和指针（指针指向?个?符号整形数组，由纹理对象标识符填充）。 void glGenTextures(GLsizei n,GLuint * textTures); //例如： glGenTextures(1, &textureID);

3.2 绑定纹理状态

//绑定纹理状态 //参数target:GL_TEXTURE_1D、GL_TEXTURE_2D、GL_TEXTURE_3D //参数texture:需要绑定的纹理对象 void glBindTexture(GLenum target,GLunit texture); //例如： glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureID);

3.3 删除纹理对象

//删除绑定纹理对象 //纹理对象以及纹理对象指针（指针指向?个?符号整形数组，由纹理对象标识符填充）。 void glDeleteTextures(GLsizei n,GLuint *textures); //例如： glDeleteTextures(1, &textureID);

3.4 测试纹理对象是否有效

//测试纹理对象是否有效 //如果texture是?个已经分配空间的纹理对象，那么这个函数会返回GL_TRUE,否则会返回GL_FALSE。 GLboolean glIsTexture(GLuint texture); //例如： glIsTexture(textureID);

4、设置纹理参数

主要是设置纹理在缩小和放大时的过滤方式、x/y轴上的环绕方式。这些都是通过指定参数之，并对应的设置

/* 参数1:target,指定这些参数将要应?在那个纹理模式上，?如GL_TEXTURE_1D、GL_TEXTURE_2D、GL_TEXTURE_3D。参数2:pname,指定需要设置那个纹理参数参数3:param,设定特定的纹理参数的值 */ void glTexParameterf(GLenum target,GLenum pname,GLFloat param); void glTexParameteri(GLenum target,GLenum pname,GLint param); void glTexParameterfv(GLenum target,GLenum pname,GLFloat *param); void glTexParameteriv(GLenum target,GLenum pname,GLint *param);

4.1 过滤方式常用的有两种：邻近过滤、线性过滤。

邻近过滤（GL_NEAREST）：就是选择离当前位置最近的颜色
线性过滤（GL_LINEAR）：当前位置周围的所有颜色进行一系列混合计算得到的综合颜色
建议：纹理缩小时，使用邻近过滤，纹理放大时，使用线性过滤

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//放大时，用邻近过滤 glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_NEAREST); //缩小时，用邻近过滤 glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_NEAREST); //放大时，用线性过滤 glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_LINEAR); //缩小时，用线性过滤 glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_LINEAR);

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2种过滤方式比较 4.2 环绕方式

环绕方式是指当纹理坐标超出默认范围时，边缘的显示形式
环绕方式的设置主要是针对x、y轴设置的，而在纹理的描述中使用并不是x、y，而是 s、t
注意：纹理中的 s, t, r, q 对应坐标系中的 x, y, z, w

环绕方式：

GL_REPEAT：默认，重复纹理图像
GL_MIRRORED_REPEAT：重复纹理图像，每次重复图片是镜像放置的
GL_CLAMP_TO_EDGE：纹理坐标会被约束在0-1之间，超出的部分会重复纹理坐标的边缘，产生一种边缘被拉伸的效果
GL_CLAMP_TO_BORDER：超出的坐标为用户指定的边缘颜色

/* 参数1：GL_TEXTURE_1D、GL_TEXTURE_2D、GL_TEXTURE_3D 参数2：GL_TEXTURE_WRAP_S、GL_TEXTURE_T、GL_TEXTURE_R,针对s,t,r坐标参数3：GL_REPEAT、GL_CLAMP、GL_CLAMP_TO_EDGE、GL_CLAMP_TO_BORDER */ glTextParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_WRAR_S,GL_CLAMP_TO_EDGE); glTextParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_WRAR_T,GL_CLAMP_TO_EDGE);

4种环绕方式比较

接下来继续介绍一下其他的API

5、纹理像素的存储方式

//改变像素存储?式 void glPixelStorei(GLenum pname,GLint param); //恢复像素存储?式 void glPixelStoref(GLenum pname,GLfloat param); /* 举例：参数1：GL_UNPACK_ALIGNMENT 指定OpenGL 如何从数据缓存区中解包图像数据 GL_UNPACK_ALIGNMENT 指内存中每个像素?起点的排列请求，允许设置为： 1 （byte排列）、 2（排列为偶数byte的?）、 4（字word排列）、 8（?从双字节边界开始）参数2：表示参数GL_UNPACK_ALIGNMENT 设置的值 */ glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT,1);

6、更新纹理参数参考前面的API

//xOffset void glTexSubImage1D(GLenum target,GLint level,GLint xOffset,GLsizei width,GLenum format,GLenum type,const GLvoid *data); //xOffset + yOffset void glTexSubImage2D(GLenum target,GLint level,GLint xOffset,GLint yOffset,GLsizei width,GLsizei height,GLenum format,GLenum type,const GLvoid *data); //xOffset + yOffset + zOffset void glTexSubImage3D(GLenum target,GLint level,GLint xOffset,GLint yOffset,GLint zOffset,GLsizei width,GLsizei height,GLsizei depth,Glenum type,const GLvoid * data);

7、插入替换纹理参数参考前面的API

//xoffset void glCopyTexSubImage1D(GLenum target,GLint level,GLint xoffset,GLint x,GLint y,GLsizei width); //xOffset + yOffset void glCopyTexSubImage2D(GLenum target,GLint level,GLint xoffset,GLint yOffset,GLint x,GLint y,GLsizei width,GLsizei height); //xOffset + yOffset + zOffset void glCopyTexSubImage3D(GLenum target,GLint level,GLint xoffset,GLint yOffset,GLint zOffset,GLint x,GLint y,GLsizei width,GLsizei height)

8、使用颜色缓冲区加载数据，形成新的纹理使用

参数x,y 在颜?缓存区中指定了开始读取纹理数据的位置；
缓存区?的数据，是源缓存区通过glReadBuffer设置的。
注意：不存在glCopyTextImage3D ，因为我们?法从2D 颜?缓存区中获取体积数据。

//width void glCopyTexImage1D(GLenum target,GLint level,GLenum internalformt,GLint x,GLint y,GLsizei width,GLint border); //width + height void glCopyTexImage2D(GLenum target,GLint level,GLenum internalformt,GLint x,GLint y,GLsizei width,GLsizei height,GLint border);

9、压缩纹理 9.1 通?压缩纹理格式

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通?压缩纹理格式 9.2 判断压缩与选择压缩?式

//根据选择的压缩纹理格式，选择最快、最优、??选择的算法?式选择压缩格式。 glHint(GL_TEXTURE_COMPRESSION_HINT,GL_FASTEST); glHint(GL_TEXTURE_COMPRESSION_HINT,GL_NICEST); glHint(GL_TEXTURE_COMPRESSION_HINT,GL_DONT_CARE);

9.3 加载压缩纹理

//width void glCompressedTexImage1D(GLenum target,GLint level,GLenum internalFormat,GLsizei width,GLint border,GLsizei imageSize,void *data); //width + heigth void glCompressedTexImage2D(GLenum target,GLint level,GLenum internalFormat,GLsizei width,GLint heigth,GLint border,GLsizei imageSize,void *data); //width + heigth + depth void glCompressedTexImage3D(GLenum target,GLint level,GLenum internalFormat,GLsizei width,GLsizei heigth,GLsizei depth,GLint border,GLsizei imageSize,void *data); /* target:`GL_TEXTURE_1D`、`GL_TEXTURE_2D`、`GL_TEXTURE_3D`。 Level:指定所加载的mip贴图层次。?般我们都把这个参数设置为0。 internalformat:每个纹理单元中存储多少颜?成分。 width、height、depth参数:指加载纹理的宽度、?度、深度。==注意！==这些值必须是2的整数次?。（这是因为OpenGL 旧版本上的遗留下的?个要求。当然现在已经可以?持不是2的整数次?。但是开发者们还是习惯使?以2的整数次?去设置这些参数。） border参数:允许为纹理贴图指定?个边界宽度。 format、type、data参数：与我们在讲glDrawPixels 函数对于的参数相同 */

9.4 glGetTexLevelParameter函数提取的压缩纹理格式

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image.png 9.5 GL_EXT_texture_compression_s3tc压缩格式

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image.png 三、纹理坐标

纹理坐标就是纹理与图形的映射关系，图形中每个顶点都会关联一个纹理坐标，表示顶点需要从该位置读取纹理图像的数据。

纹理坐标的范围是 0 到 1 之间，
顶点坐标一般是用（ x，y，z）描述，而纹理坐标是用（ s，t，r）描述
纹理坐标默认左下角为（0，0），即：
左上角（1，0）右上角（1，1）
左下角（0，0）左下角（1，0）

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【OpenGL-12-纹理、纹理API及纹理坐标】另外，纹理坐标的映射关系并不是固定的，可以根据图片不同角度的翻转，进行不同的映射。注意：不能让图片的映射关系交叉。借用下网上找的一张很直观的分析图片来看以下几种映射情况：