參考
為什么需要紋理壓縮
移動(dòng)端紋理壓縮格式
干貨：Unity游戲開(kāi)發(fā)圖片紋理壓縮方案
Creator使用壓縮紋理
常用紋理和紋理壓縮格式
移動(dòng)設(shè)備的紋理壓縮方案
各種移動(dòng)GPU壓縮紋理的使用方法
一、DXT PVR ETC
在軟件開(kāi)發(fā)，特別是三維應(yīng)用中，紋理隨處可見(jiàn)，但受限于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和硬件能力，紋理也是一大瓶頸。而且在一般的三維應(yīng)用中，紋理所占大小基本都會(huì)在1/2以上，模型中往往超過(guò)2/3?；蛟S你會(huì)說(shuō)，紋理不就是一張圖嗎，有那么重要嗎？如下兩張對(duì)比圖，可能你會(huì)認(rèn)為前者逼格高，但對(duì)于正常人而言，后者顯然要好很多。正是有了紋理，如同在骨架上賦予了皮膚，讓我們的應(yīng)用更加的逼真，貼近現(xiàn)實(shí)。
而你能想象到嗎？如上的模型一共有三張紋理，其中之一效果如下：
看上去怪怪的。其實(shí)在紋理的壓縮中，人們先想到了如何去除冗余信息，對(duì)稱的部分只保留一份，盡可能讓不同的部分緊湊，充分利用好每一個(gè)像素來(lái)保存有效數(shù)據(jù)。得益于對(duì)稱在大自然中的普遍性，這種方式確實(shí)極大的減少了紋理像素。
紋理的拼接是紋理壓縮的開(kāi)始，采用不同的壓縮方式對(duì)紋理最終的大小影響也是顯著的。比如上面的這張紋理在不同壓縮格式下的大小差別也是非常顯著的（原始文件為tga格式，通過(guò)Photoshop轉(zhuǎn)換為其他格式，默認(rèn)選項(xiàng)）：
(注:原作者在評(píng)論中承認(rèn)筆誤，jpg實(shí)際上是有損壓縮)如果按照上面表格的邏輯，用jpg或png格式就好了，無(wú)損壓縮，而且也是最小的。確實(shí)在很多情況下這是一個(gè)比較好的選擇，比如網(wǎng)絡(luò)帶寬有限，這樣可以很好的節(jié)約帶寬和下載時(shí)間，而B(niǎo)mp，tga，png以及jpg都是無(wú)損格式。但這類(lèi)壓縮存在一個(gè)致命缺陷，他們都是基于整幅圖片下進(jìn)行的壓縮，比如霍夫曼編碼等，這樣像素和像素之間在解碼的過(guò)程中存在依賴關(guān)系，無(wú)法直接實(shí)現(xiàn)單個(gè)像素級(jí)別的解析，這就發(fā)揮不了顯卡的并發(fā)能力，更重要的是問(wèn)題在于無(wú)論是png還是jpeg最終在顯存中解碼后都是RGBA的紋理格式，因此并無(wú)法減少顯存的占用率。比如一張256256的RGBA紋理，無(wú)論是png還是jpg格式，雖然文件大小不一樣，在顯卡中的大小仍然是256256*4的顯存空間。
不同于png、jgp這種硬盤(pán)壓縮方式而言，DXT,ETC等紋理壓縮方式可以在游戲運(yùn)行中無(wú)需CPU解壓就被GPU直接采樣，可以極大的減少內(nèi)存和帶寬的占用，提升運(yùn)行效率，對(duì)移動(dòng)游戲而言更是如此。
1.DXT
DXT是一種有損紋理壓縮算法，微軟的Direct中支持，DXT的格式包括DXT1~DXT5，其中DXT1和DXT5較為多見(jiàn)，后面會(huì)做詳細(xì)討論?？梢哉f(shuō)DXT是目前應(yīng)用最廣泛的紋理壓縮格式，可以認(rèn)為所有的PC端顯卡都支持DXT壓縮，維基百科記錄，該專利有效期到2017年10月2號(hào)。
DXT算法非常容易理解，而且整體看上去效果不錯(cuò)，但如果對(duì)局部特寫(xiě)，會(huì)發(fā)現(xiàn)在細(xì)節(jié)上會(huì)有很多丟失，這也是算法本身導(dǎo)致的，畢竟每個(gè)塊只有兩個(gè)顏色，而其他顏色都是在這兩個(gè)顏色區(qū)間的差值，如果當(dāng)前區(qū)域內(nèi)還有其他顯著顏色則必然會(huì)有丟失。
這種信息的丟失主要集中在比較細(xì)的邊界中，但DXT1在壓縮率上是RGB的6倍，這種問(wèn)題可以通過(guò)提高紋理分辨率的方式來(lái)解決，高寬放大41%(1.41*1.41=1.9881)，這樣整個(gè)紋理是以前的2倍，但壓縮率還能保持為3倍，也是可以接受的。在DXT中還有一個(gè)主要的損失，就是RGB的24位轉(zhuǎn)為了16位顏色，16位中R&B各占5位，但是G占了6位，這是因?yàn)槿搜蹖?duì)綠色最為敏感。
另外一個(gè)問(wèn)題就是DXT3和DXT5之間的對(duì)比，相比DXT1不支持透明度（但支持是否透明），DXT5要大一倍（多了64bit），和之前顏色保存方案一樣對(duì)透明度也保存了兩個(gè)16位的顏色和對(duì)應(yīng)的調(diào)色板，對(duì)RGBA的效果也得到了保證，但DXT3思路不一樣，它是對(duì)每一個(gè)像素保存了4bit的透明度，同樣也是多了64bit，但此時(shí)畢竟只有16個(gè)透明度選項(xiàng)，相比DXT5，在壓縮率上相當(dāng)，但對(duì)透明色的處理不夠細(xì)膩，因此在實(shí)用性上并不推薦DXT3。
盡管DXT在細(xì)節(jié)上有明顯硬傷，在總體效果不錯(cuò)，而且確實(shí)是一種強(qiáng)大的壓縮方式，所以在多數(shù)紋理壓縮選擇中都是最佳方案，幾乎可以認(rèn)為是PC下的標(biāo)準(zhǔn)壓縮格式。
2.PVR&ETC
也許是出于專利和商業(yè)角度，也許確實(shí)DXT在移動(dòng)端確實(shí)無(wú)法滿足要求，DXT并沒(méi)有在移動(dòng)端得到很大的支持，相反，在iOS設(shè)備中支持的是PVR壓縮，在Android中支持的是ETC壓縮。
DXT在細(xì)節(jié)上缺陷明顯，最重要的原因是當(dāng)把紋理分為4*4像素的區(qū)域塊后，每個(gè)塊之間都是獨(dú)立的，盡管這極大的簡(jiǎn)化了壓縮算法，但卻丟失了相鄰塊之間這種普遍的相似性。這是算法本身導(dǎo)致的，而PVR則會(huì)考慮該區(qū)域塊對(duì)應(yīng)的右側(cè)，下側(cè)和右下側(cè)的三個(gè)區(qū)域塊的關(guān)聯(lián)性。
從現(xiàn)實(shí)的角度來(lái)看，受制于專利和硬件廠商，我們并沒(méi)太多選擇的余地，Android下就要用ETC，iOS下只能PVR，而在PC上不用DXT估計(jì)就要被嘲諷了。但這也是一個(gè)很棘手的問(wèn)題，比如在WebGL下，特別是Android下差異化很大，是否支持紋理壓縮，甚至在同一個(gè)設(shè)備不同的瀏覽器，因?yàn)轵?qū)動(dòng)的不一致，可能系統(tǒng)自帶的會(huì)支持ETC壓縮，而微信等QQ瀏覽器下并不支持。而且華為的手機(jī)貌似在瀏覽器級(jí)別下都不支持ETC（硬件支持，還是驅(qū)動(dòng)的問(wèn)題）。而如果在移動(dòng)設(shè)備上不用壓縮，顯存是有限的，除非你在數(shù)據(jù)量上做出犧牲，怎么解決都很矛盾，相比而言，iOS下則要舒服很多。
| 格式 | 壓縮比 | GPU支持 | 描述 | 圖片要求 |
|---|---|---|---|---|
| DXT | DXT1：0.3/DXT5:0.6 | Windows\Android(Nvidia Tegra and Intel Bay Trail) | 分為DXT1-DXT5這五個(gè)級(jí)別，DXT1 適用于不具有透明度或者僅具有一位Alpha的貼圖，DXT3和DX5支持包含4位alpha通道的RGB紋理 | 無(wú) |
| ATC RGBA/RGB | RGBA:0.25/RGB:0.125 | Qualcomm -Adreno | 高通GPU支持格式，支持帶有Alpha的RGB紋理壓縮。 | 無(wú) |
| PVRTC RGBA/RGB | 2bit:0.125/4bit:0.25 | PowerVR | IOS平臺(tái)都支持,支持每個(gè)像素2位或者4位的紋理，包含或者不包含alpha通道都可以；PVRTC 2-bpp把一個(gè)8×4的像素單元組壓成一個(gè)64位的數(shù)據(jù)塊，壓縮效果比較差；PVRTC 4-bpp把一個(gè)4×4的像素單元組壓成一個(gè)64位的數(shù)據(jù)塊。游戲中使用4位壓縮更多。 | 尺寸為2的N次冪，并且寬高相同。 |
| ETC1 RGB 4Bit | 0.125 | 支持Opnegl ES2.0的GPU | OpenGL ES2.0版本支持，移動(dòng)GPU均支持的一個(gè)格式，遺憾的是不支持Alpha通道。ETC1把一個(gè)4x4的像素單元組壓成一個(gè)64位的數(shù)據(jù)塊。游戲開(kāi)發(fā)中采用最多的格式，不過(guò)麻煩的是需要對(duì)Alpha通道進(jìn)行單獨(dú)存儲(chǔ)，Unity5.4.3版本之后提供了官方支持 | 尺寸為2的N次冪，長(zhǎng)寬可不同 |
| ETC2 ARGB/RGB 4bit | RGBA:0.25/RGB:0.125 | 支持Opnegl ES3.0的GPU | OpenGL ES 3.0以上才支持，補(bǔ)全了ETC1不支持Alpha通道,支持更高質(zhì)量的壓縮。雖然如此，從Android官方數(shù)據(jù)來(lái)看，還有相當(dāng)大的設(shè)備是采用Opengl ES2.0；使用需要謹(jǐn)慎，不過(guò)隨著設(shè)備更新?lián)Q代，開(kāi)發(fā)時(shí)間周期比較長(zhǎng)的游戲可以考慮直接使用 | 尺寸為4的倍數(shù) |
Unity官網(wǎng)對(duì)每個(gè)平臺(tái)默認(rèn)的紋理壓縮格式以及使用建議給出了詳細(xì)描述，需要注意的是：在不同移動(dòng)GPU平臺(tái)下選擇GPU支持的壓縮紋理，就可以在不需要CPU解壓的情況下直接被GPU采樣，節(jié)省CPU內(nèi)存和帶寬，也可以節(jié)省存儲(chǔ)的體積。如果目標(biāo)平臺(tái)不支持設(shè)置的壓縮格式，紋理將解壓為RGBA32或者RGB24，浪費(fèi)CPU時(shí)間和內(nèi)存。
二、ASTC
參考幾種主流貼圖壓縮算法的實(shí)現(xiàn)原理
從IOS9(A8架構(gòu))Apple 手機(jī)開(kāi)始支持ASTC壓縮格式 ，如果考慮放棄Apple 6代之前的手機(jī)兼容問(wèn)題了，可以直接使用了。相對(duì)于PVRTC2/4而言，ASTC(4X4)的壓縮比會(huì)增加到0.25，不過(guò)顯示效果也會(huì)好很多，而且不需要把圖片設(shè)置為方形。
Using ASTC Texture Compression for Game Assets 說(shuō)明的比較詳細(xì)，也給出了一些使用上的建議，即針對(duì)不同貼圖類(lèi)型給出不同的壓縮方案。
三、laya egret支持情況
1.laya問(wèn)答 H5游戲能使用壓縮紋理（ETC，PVR等）嗎？
Q:H5游戲能使用壓縮紋理（ETC，PVR等）嗎？
A:部分瀏覽器會(huì)不支持（比如safari）
Q:那laya里面能根據(jù)不同瀏覽器（或不同平臺(tái)）使用不同壓縮格式的紋理嗎？
A:你自己是可以獲取到當(dāng)前是哪個(gè)瀏覽器的，自行處理即可
2.LAYA Runtme目前支持 ETC/DXT或者PVR這類(lèi)格式嗎?在文檔中沒(méi)有找到這類(lèi)的說(shuō)明
LayaAir目前暫時(shí)還不支持ETC/DXT/PVR這類(lèi)格式！關(guān)注layaAir的版本引擎更新日志即可，支持了我們會(huì)及時(shí)告知！
3.Egret 內(nèi)存分析-RES加載資源后存在雙份內(nèi)存無(wú)法釋放的問(wèn)題
支持pvr、etc已經(jīng)在計(jì)劃中。
