一、了解紋理

在OpenGL中，紋理是一種圖形數(shù)據(jù)，主要用于包裝不同的物體。
我們來舉個例子：裝修房子時，各個房間需要貼不同的墻紙。這里的墻紙就是我們說的紋理。

圖片要在屏幕上顯示，其實都是通過解碼成位圖，然后進行顯示的。一個圖像在幀緩沖區(qū)的存儲空間大小，可以用這個公式進行計算：
圖像存儲空間 = 圖像的高 * 圖像的寬 * 每個像素的字節(jié)數(shù)
在OpenGL中，紋理一般是.TGA文件。在實際iOS開發(fā)中，我們使用的是OpenGL ES，可以直接使用png、jpg格式的壓縮圖片來作為紋理數(shù)據(jù)。因為系統(tǒng)會把壓縮圖片通過解碼還原成位圖供紋理使用，位圖每一個像素點都會有其顏色空間。

二、紋理相關(guān)API

我們先把API中用到的數(shù)據(jù)表放在前面，方便查閱

像素格式表和像素數(shù)據(jù)類型表

像素格式-format表

像素數(shù)據(jù)類型-type表

舉例解讀type表

紋理的使用步驟：讀取文件數(shù)據(jù)、載入紋理、生成紋理對象，設(shè)置紋理相關(guān)參數(shù)

1、讀取紋理數(shù)據(jù)

1.1 從顏?緩沖區(qū)中讀取文件數(shù)據(jù)

void glReadPixels(GLint x,GLint y,GLSizei width,GLSizei height, GLenum format, GLenum type,const void * pixels);
/*
//參數(shù)1：x,矩形左下?的窗?坐標(biāo)
//參數(shù)2：y,矩形左下?的窗?坐標(biāo)
//參數(shù)3：width,矩形的寬，以像素為單位
//參數(shù)4：height,矩形的?，以像素為單位
//參數(shù)5：format,OpenGL 的像素格式，如RGBA。參考：像素格式-format表
//參數(shù)6：type,解釋參數(shù)pixels指向的數(shù)據(jù)，告訴OpenGL 使?緩存區(qū)中的什么數(shù)據(jù)類型來存儲顏?分量，像素數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型，參考：像素數(shù)據(jù)類型-type表
//參數(shù)7：pixels,指向圖形數(shù)據(jù)的指針
*/
//指定讀取的緩存 
glReadBuffer(mode);
//指定寫?的緩存
glWriteBuffer(mode);

1.2 從TGA文件中讀取紋理數(shù)據(jù)

/*
     參數(shù)1：紋理文件名稱
     參數(shù)2：文件寬度地址
     參數(shù)3：文件高度地址
     參數(shù)4：文件組件地址
     參數(shù)5：文件格式地址
     返回值：pBits,指向圖像數(shù)據(jù)的指針
     */
    gltReadTGABits(<#const char *szFileName#>, <#GLint *iWidth#>, <#GLint *iHeight#>, <#GLint *iComponents#>, <#GLenum *eFormat#>)

2、載入紋理

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:指定所加載的mip貼圖層次。?般我們都把這個參數(shù)設(shè)置為0。
* internalformat:每個紋理單元中存儲多少顏?成分。
* width、height、depth參數(shù):指加載紋理的寬度、?度、深度。
==注意！==這些值必須是2的整數(shù)次?。（這是因為OpenGL 舊版本上的遺留下的?個要求。當(dāng)然現(xiàn)在已經(jīng)可以?持不是2的整數(shù)次?。但是開發(fā)者們還是習(xí)慣使?以2的整數(shù)次?去設(shè)置這些參數(shù)。）

* border參數(shù):允許為紋理貼圖指定?個邊界寬度。
* format、type、data參數(shù)：與上面一樣
*/

3、生成紋理

生成紋理有兩步：
1、申請分配紋理對象。glGenTextures
2、綁定紋理狀態(tài)。glBindTexture

3.1 申請分配紋理對象

//使?函數(shù)分配紋理對象
//指定紋理對象的數(shù)量 和 指針（指針指向?個?符號整形數(shù)組，由紋理對象標(biāo)識符填充）。
void glGenTextures(GLsizei n,GLuint * textTures);
//例如：
glGenTextures(1, &textureID);

3.2 綁定紋理狀態(tài)

//綁定紋理狀態(tài)
//參數(shù)target:GL_TEXTURE_1D、GL_TEXTURE_2D、GL_TEXTURE_3D
//參數(shù)texture:需要綁定的紋理對象
void glBindTexture(GLenum target,GLunit texture);
//例如：
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureID);

3.3 刪除紋理對象

//刪除綁定紋理對象
//紋理對象 以及 紋理對象指針（指針指向?個?符號整形數(shù)組，由紋理對象標(biāo)識符填充）。
void glDeleteTextures(GLsizei n,GLuint *textures);
//例如：
glDeleteTextures(1, &textureID);

3.4 測試紋理對象是否有效

//測試紋理對象是否有效
//如果texture是?個已經(jīng)分配空間的紋理對象，那么這個函數(shù)會返回GL_TRUE,否則會返回GL_FALSE。 
GLboolean glIsTexture(GLuint texture);
//例如：
glIsTexture(textureID);

4、設(shè)置紋理參數(shù)

主要是設(shè)置紋理在縮小和放大時的過濾方式、x/y軸上的環(huán)繞方式。這些都是通過指定參數(shù)之，并對應(yīng)的設(shè)置

/*
參數(shù)1:target,指定這些參數(shù)將要應(yīng)?在那個紋理模式上，?如GL_TEXTURE_1D、GL_TEXTURE_2D、GL_TEXTURE_3D。
參數(shù)2:pname,指定需要設(shè)置那個紋理參數(shù)
參數(shù)3:param,設(shè)定特定的紋理參數(shù)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 過濾方式

常用的有兩種：鄰近過濾、線性過濾。

鄰近過濾（GL_NEAREST）：就是選擇離當(dāng)前位置最近的顏色
線性過濾（GL_LINEAR）：當(dāng)前位置周圍的所有顏色進行一系列混合計算得到的綜合顏色
建議：紋理縮小時，使用鄰近過濾，紋理放大時，使用線性過濾

image.png

//放大時，用鄰近過濾
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_NEAREST);
//縮小時，用鄰近過濾
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_NEAREST);
//放大時，用線性過濾
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_LINEAR);
//縮小時，用線性過濾
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_LINEAR);

2種過濾方式比較

4.2 環(huán)繞方式

環(huán)繞方式是指當(dāng)紋理坐標(biāo)超出默認范圍時，邊緣的顯示形式
環(huán)繞方式的設(shè)置主要是針對x、y軸設(shè)置的，而在紋理的描述中使用并不是x、y，而是 s、t
注意：紋理中的 s, t, r, q 對應(yīng)坐標(biāo)系中的 x, y, z, w

環(huán)繞方式：

GL_REPEAT：默認，重復(fù)紋理圖像
GL_MIRRORED_REPEAT：重復(fù)紋理圖像，每次重復(fù)圖片是鏡像放置的
GL_CLAMP_TO_EDGE：紋理坐標(biāo)會被約束在0-1之間，超出的部分會重復(fù)紋理坐標(biāo)的邊緣，產(chǎn)生一種邊緣被拉伸的效果
GL_CLAMP_TO_BORDER：超出的坐標(biāo)為用戶指定的邊緣顏色

/*
參數(shù)1：GL_TEXTURE_1D、GL_TEXTURE_2D、GL_TEXTURE_3D
參數(shù)2：GL_TEXTURE_WRAP_S、GL_TEXTURE_T、GL_TEXTURE_R,針對s,t,r坐標(biāo)
參數(shù)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種環(huán)繞方式比較

接下來繼續(xù)介紹一下其他的API

5、紋理像素的存儲方式

//改變像素存儲?式
void glPixelStorei(GLenum pname,GLint param);
//恢復(fù)像素存儲?式
void glPixelStoref(GLenum pname,GLfloat param);
/*
舉例：
參數(shù)1：GL_UNPACK_ALIGNMENT 指定OpenGL 如何從數(shù)據(jù)緩存區(qū)中解包圖像數(shù)據(jù)
GL_UNPACK_ALIGNMENT 指內(nèi)存中每個像素?起點的排列請求，允許設(shè)置為：
1 （byte排列）、
2（排列為偶數(shù)byte的?）、
4（字word排列）、
8（?從雙字節(jié)邊界開始）

參數(shù)2：表示參數(shù)GL_UNPACK_ALIGNMENT 設(shè)置的值
*/
glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT,1);

6、更新紋理

參數(shù)參考前面的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、插入替換紋理

參數(shù)參考前面的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、使用顏色緩沖區(qū)加載數(shù)據(jù)，形成新的紋理使用

參數(shù)x,y 在顏?緩存區(qū)中指定了開始讀取紋理數(shù)據(jù)的位置；
緩存區(qū)?的數(shù)據(jù)，是源緩存區(qū)通過glReadBuffer設(shè)置的。
注意：不存在glCopyTextImage3D ，因為我們?法從2D 顏?緩存區(qū)中獲取體積數(shù)據(jù)。

//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、壓縮紋理

9.1 通?壓縮紋理格式

通?壓縮紋理格式

9.2 判斷壓縮與選擇壓縮?式

//根據(jù)選擇的壓縮紋理格式，選擇最快、最優(yōu)、??選擇的算法?式選擇壓縮格式。
glHint(GL_TEXTURE_COMPRESSION_HINT,GL_FASTEST);
glHint(GL_TEXTURE_COMPRESSION_HINT,GL_NICEST);
glHint(GL_TEXTURE_COMPRESSION_HINT,GL_DONT_CARE);

9.3 加載壓縮紋理

//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:指定所加載的mip貼圖層次。?般我們都把這個參數(shù)設(shè)置為0。
internalformat:每個紋理單元中存儲多少顏?成分。
width、height、depth參數(shù):指加載紋理的寬度、?度、深度。==注意！==這些值必須是2的整數(shù)次?。（這是因為OpenGL 舊版本上的遺留下的?個要求。當(dāng)然現(xiàn)在已經(jīng)可以?持不是2的整數(shù)次?。但是開發(fā)者們還是習(xí)慣使?以2的整數(shù)次?去設(shè)置這些參數(shù)。）
border參數(shù):允許為紋理貼圖指定?個邊界寬度。
format、type、data參數(shù)：與我們在講glDrawPixels 函數(shù)對于的參數(shù)相同
*/

9.4 glGetTexLevelParameter函數(shù)提取的壓縮紋理格式

image.png

9.5 GL_EXT_texture_compression_s3tc壓縮格式

image.png

三、紋理坐標(biāo)

紋理坐標(biāo)就是紋理與圖形的映射關(guān)系，圖形中每個頂點都會關(guān)聯(lián)一個紋理坐標(biāo)，表示頂點需要從該位置讀取紋理圖像的數(shù)據(jù)。

紋理坐標(biāo)的范圍是 0 到 1 之間，
頂點坐標(biāo)一般是用（ x，y，z）描述，而紋理坐標(biāo)是用（ s，t，r）描述
紋理坐標(biāo)默認左下角為（0，0），即：
左上角（1，0）右上角（1，1）
左下角（0，0）左下角（1，0）

image.png
另外，紋理坐標(biāo)的映射關(guān)系并不是固定的，可以根據(jù)圖片不同角度的翻轉(zhuǎn)，進行不同的映射。注意：不能讓圖片的映射關(guān)系交叉。借用下網(wǎng)上找的一張很直觀的分析圖片來看以下幾種映射情況：

image.png

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OpenGL-12-紋理、紋理API及紋理坐標(biāo)

OpenGL-12-紋理、紋理API及紋理坐標(biāo)

一、了解紋理

二、紋理相關(guān)API

像素格式表和像素數(shù)據(jù)類型表

1、讀取紋理數(shù)據(jù)

1.1 從顏?緩沖區(qū)中讀取文件數(shù)據(jù)

1.2 從TGA文件中讀取紋理數(shù)據(jù)

2、載入紋理

3、生成紋理

3.1 申請分配紋理對象

3.2 綁定紋理狀態(tài)

3.3 刪除紋理對象

3.4 測試紋理對象是否有效

4、設(shè)置紋理參數(shù)

4.1 過濾方式

4.2 環(huán)繞方式

5、紋理像素的存儲方式

6、更新紋理

7、插入替換紋理

8、使用顏色緩沖區(qū)加載數(shù)據(jù)，形成新的紋理使用

9、壓縮紋理

9.1 通?壓縮紋理格式

9.2 判斷壓縮與選擇壓縮?式

9.3 加載壓縮紋理

9.4 glGetTexLevelParameter函數(shù)提取的壓縮紋理格式

9.5 GL_EXT_texture_compression_s3tc壓縮格式

三、紋理坐標(biāo)

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OpenGL-12-紋理、紋理API及紋理坐標(biāo)

一、了解紋理

二、紋理相關(guān)API

像素格式表 和 像素數(shù)據(jù)類型表

1、讀取紋理數(shù)據(jù)

1.1 從顏?緩沖區(qū)中讀取文件數(shù)據(jù)

1.2 從TGA文件中讀取紋理數(shù)據(jù)

2、載入紋理

3、生成紋理

3.1 申請分配紋理對象

3.2 綁定紋理狀態(tài)

3.3 刪除紋理對象

3.4 測試紋理對象是否有效

4、設(shè)置紋理參數(shù)

4.1 過濾方式

4.2 環(huán)繞方式

5、紋理像素的存儲方式

6、更新紋理

7、插入替換紋理

8、使用顏色緩沖區(qū)加載數(shù)據(jù)，形成新的紋理使用

9、壓縮紋理

9.1 通?壓縮紋理格式

9.2 判斷壓縮 與 選擇壓縮?式

9.3 加載壓縮紋理

9.4 glGetTexLevelParameter函數(shù)提取的壓縮紋理格式

9.5 GL_EXT_texture_compression_s3tc壓縮格式

三、紋理坐標(biāo)

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OpenGL-12-紋理、紋理API及紋理坐標(biāo)

二、紋理相關(guān)API

像素格式表和像素數(shù)據(jù)類型表

1、讀取紋理數(shù)據(jù)

2、載入紋理

3、生成紋理

4、設(shè)置紋理參數(shù)

5、紋理像素的存儲方式

7、插入替換紋理

8、使用顏色緩沖區(qū)加載數(shù)據(jù)，形成新的紋理使用

9、壓縮紋理

9.2 判斷壓縮與選擇壓縮?式

三、紋理坐標(biāo)