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上一篇文章我們通過金字塔延伸到了正方體，然后到這篇正方體每一個(gè)面貼一張圖。
先看效果圖：Demo

效果圖

接下來讓我們開始學(xué)習(xí)OpenGL 一個(gè)重要??的知識點(diǎn)：紋理
借鑒博客：半紙淵--基礎(chǔ)紋理
前言：之前我們說過紋理可以簡單理解為圖片，但是紋理不簡簡單單??圖片。

1. Texture 是什么？

Texture 紋理，就是一堆被精心排列過的像素；
Texture 在 OpenGL 里面有很多種類，但在 ES 版本中就兩種：Texture_2D 、 Texture_CubeMap

Texture_2D:

就是 {x, y} 二維空間下的像素呈現(xiàn)，也就是說，由效果圖上可知，很難做到使正方體的六個(gè)面出現(xiàn)不同的像素組合；圖片處理一般都使用這個(gè)模式；[x 、y 屬于 [0, 1] 這個(gè)范圍]

2D紋理坐標(biāo)

Texture_CubeMap:

就是 { x, y, z } 三維空間下的像素呈現(xiàn)，也就如效果圖中演示的正方體的六個(gè)面可以出現(xiàn)不同的像素組合；它一般是用于做環(huán)境貼圖——就是制作一個(gè)環(huán)境，讓 3D 模型如同置身于真實(shí)環(huán)境中【卡通環(huán)境中也行】。[x、y、z 屬于 [-1, 1] 這個(gè)范圍，就是與 Vertex Position 的值范圍一致]

3D紋理坐標(biāo)

注：上面提到的所有坐標(biāo)范圍是指有效渲染范圍，也就是說你如果提供的紋理坐標(biāo)超出了這個(gè)范圍也沒有問題，只不過超出的部分就不渲染了；

頂點(diǎn)數(shù)據(jù)表示如下：

Texture_2D:

 //------------- 正方體 -------------
        let attrArr: [GLfloat] = [
            // 頂點(diǎn):（x, y, z）      顏色：（r, g, b）      紋理: (s, t)
            // 前面
            -0.5, 0.5, 0.5,        1.0, 1.0, 1.0,       0.0, 0.0, // 前左上 0
            -0.5, -0.5, 0.5,       1.0, 1.0, 1.0,       0.0, 1.0, // 前左下 1
            0.5, -0.5, 0.5,        1.0, 1.0, 1.0,       1.0, 1.0, // 前右下 2
            0.5, 0.5, 0.5,         1.0, 1.0, 1.0,       1.0, 0.0, // 前右上 3
...
]

Texture_CubeMap:

        let attrArr: [GLfloat] = [
            // 頂點(diǎn):（x, y, z）      顏色：（r, g, b）      紋理: (s, t, p)
            // 前面
            -1.0, 1.0, 1.0,        1.0, 0.0, 0.0,       -1.0, 1.0, 1.0, // 前左上 0
            -1.0, -1.0, 1.0,       0.0, 1.0, 0.0,       -1.0, -1.0, 1.0, // 前左下 1
            1.0, -1.0, 1.0,        0.0, 0.0, 1.0,       1.0, -1.0, 1.0, // 前右下 2
            1.0, 1.0, 1.0,         1.0, 1.0, 1.0,       1.0, 1.0, 1.0, // 前右上 3
...
]
??ps: CubeMap 里面的紋理坐標(biāo)和頂點(diǎn)數(shù)據(jù)是一樣的

加載CubeMap紋理

CubeMap共有6個(gè)面，然后分別設(shè)置
GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_X 0x8515
GL_TEXTURE_CUBE_MAP_NEGATIVE_X 0x8516
GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_Y 0x8517
GL_TEXTURE_CUBE_MAP_NEGATIVE_Y 0x8518
GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_Z 0x8519
GL_TEXTURE_CUBE_MAP_NEGATIVE_Z 0x851A

代碼如下：注意??：這里是cubeMap 6張圖片的寬高要一致

    //7.1 設(shè)置立方體紋理
    func setupCubeTexture() {
        //7.綁定紋理到默認(rèn)的紋理ID（這里只有一張圖片，故而相當(dāng)于默認(rèn)于片元著色器里面的us2d_texture）
        glBindTexture(GLenum(GL_TEXTURE_CUBE_MAP), 0)
        
        for i in 0..<6 {
            let spriteImage: CGImage = UIImage(named: "timg-\(i+1)")!.cgImage!

            //2.讀取圖片的大?。簩捄透?注意??：這里是cubeMap 6張圖片的寬高要一致
            let width = 512//spriteImage.width
            let height = 512//spriteImage.height
            
            //3.獲取圖片字節(jié)數(shù)： 寬x高x4(RGBA)
    //        let spriteData: UnsafeMutablePointer = UnsafeMutablePointer<GLbyte>.allocate(capacity: MemoryLayout<GLbyte>.size * width * height * 4)
            let spriteData: UnsafeMutableRawPointer = calloc(width * height * 4, MemoryLayout<GLbyte>.size)
            
           
            //4.創(chuàng)建上下文
            /*
             參數(shù)1：data,指向要渲染的繪制圖像的內(nèi)存地址
             參數(shù)2：width,bitmap的寬度，單位為像素
             參數(shù)3：height,bitmap的高度，單位為像素
             參數(shù)4：bitPerComponent,內(nèi)存中像素的每個(gè)組件的位數(shù)，比如32位RGBA，就設(shè)置為8
             參數(shù)5：bytesPerRow,bitmap的每一行的內(nèi)存所占的比特?cái)?shù)
             參數(shù)6：colorSpace,bitmap上使用的顏色空間  kCGImageAlphaPremultipliedLast：RGBA
             let colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB()
             */
            let spriteContext: CGContext = CGContext(data: spriteData, width: width, height: height, bitsPerComponent: 8, bytesPerRow: width * 4, space: spriteImage.colorSpace!, bitmapInfo: CGImageAlphaInfo.premultipliedLast.rawValue)!
            
            //5.在CGContextRef上繪圖
            let rect = CGRect(x: 0, y: 0, width: width, height: height)
            spriteContext.draw(spriteImage, in: rect)
            
            //載入紋理2D數(shù)據(jù) 就是加載紋理像素到 GPU 的方法
            /*
             參數(shù)1：紋理模式，GL_TEXTURE_1D、GL_TEXTURE_2D、GL_TEXTURE_3D
             參數(shù)2：加載的層次，一般設(shè)置為0
             參數(shù)3：紋理的顏色值GL_RGBA
             參數(shù)4：寬
             參數(shù)5：高
             參數(shù)6：border，邊界寬度
             參數(shù)7：format
             參數(shù)8：type
             參數(shù)9：紋理數(shù)據(jù)
             */
            glTexImage2D(GLenum(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_X + Int32(i)), 0, GL_RGBA, GLsizei(width), GLsizei(height), 0, GLenum(GL_RGBA), GLenum(GL_UNSIGNED_BYTE), spriteData)
            
            //釋放spriteData
            free(spriteData)
        }
        
        

        //設(shè)置紋理屬性
        /*
         參數(shù)1：紋理維度
         參數(shù)2：線性過濾、為s,t坐標(biāo)設(shè)置模式
         參數(shù)3：wrapMode,環(huán)繞模式
         */
        glTexParameteri(GLenum(GL_TEXTURE_CUBE_MAP), GLenum(GL_TEXTURE_MIN_FILTER), GL_LINEAR)
        glTexParameteri(GLenum(GL_TEXTURE_CUBE_MAP), GLenum(GL_TEXTURE_MAG_FILTER), GL_LINEAR)
        glTexParameteri(GLenum(GL_TEXTURE_CUBE_MAP), GLenum(GL_TEXTURE_WRAP_S), GL_CLAMP_TO_EDGE)
        glTexParameteri(GLenum(GL_TEXTURE_CUBE_MAP), GLenum(GL_TEXTURE_WRAP_T), GL_CLAMP_TO_EDGE)
        
        
        //綁定紋理
        /*
         參數(shù)1：紋理維度
         參數(shù)2：紋理ID,因?yàn)橹挥幸粋€(gè)紋理，給0就可以了。
         */
        glBindTexture(GLenum(GL_TEXTURE_CUBE_MAP), 0)
    }

因?yàn)槲覀兊脑O(shè)置的紋理坐標(biāo)由兩位：[s, t] --> [s, t, p]，所以著色器中的紋理坐標(biāo)要做相應(yīng)的改變，還有渲染那里讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候也做相應(yīng)改變。

頂點(diǎn)著色器代碼：

//紋理坐標(biāo)vec2 --> vec3
attribute vec4 position;
attribute vec4 positionColor; //頂點(diǎn)顏色
attribute vec3 textCoordinate; //紋理坐標(biāo)
uniform mat4 projectionMatrix; //投影矩陣
uniform mat4 modelViewMatrix;  //模型視圖矩陣

varying lowp vec4 varyColor; //頂點(diǎn)顏色
varying lowp vec3 varyTextCoord; //傳遞給片元著色器紋理坐標(biāo)

void main()
{
    varyColor = positionColor;
    varyTextCoord = textCoordinate;
    
    vec4 vPos;
    vPos = projectionMatrix * modelViewMatrix * position;
    gl_Position = vPos;
}

片元著色器代碼：

//紋理坐標(biāo)vec2 --> vec3
varying lowp vec4 varyColor; //頂點(diǎn)顏色
varying lowp vec3 varyTextCoord; //頂點(diǎn)著色器傳遞過來的紋理坐標(biāo)

//uniform sampler2D colorMap; //紋理
uniform samplerCube us2d_texture;

void main()
{
    gl_FragColor = textureCube(us2d_texture, varyTextCoord) * varyColor;
}

渲染代碼：

步長和紋理坐標(biāo)做相應(yīng)的調(diào)整即可，就不貼了

到此正方體貼圖工作就完成了。詳細(xì)請查看源碼

但是從借鑒的博客半紙淵--基礎(chǔ)紋理，看到他能實(shí)現(xiàn)下圖像魔方的效果，既然都做到多面貼圖了，所以也想試試看。

效果圖

通過查看他的源碼，這種實(shí)現(xiàn)方式也是：glTexImage2D，只不過最后一個(gè)參數(shù)數(shù)據(jù)是個(gè)顏色數(shù)組

加載紋理的代碼就變成這樣：

    //7.2 設(shè)置立方體像素紋理
    func setupCubePixelsTexture() {
        //7.綁定紋理到默認(rèn)的紋理ID（這里只有一張圖片，故而相當(dāng)于默認(rèn)于片元著色器里面的us2d_texture）
        glBindTexture(GLenum(GL_TEXTURE_CUBE_MAP), 0)
        
        for i in 0..<6 {
            glTexImage2D(GLenum(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_X + Int32(i)), 0, GL_RGBA, 2, 2, 0, GLenum(GL_RGBA), GLenum(GL_FLOAT), texCubemapPixelDatas[i])
        }
        
        

        //設(shè)置紋理屬性
        /*
         參數(shù)1：紋理維度
         參數(shù)2：線性過濾、為s,t坐標(biāo)設(shè)置模式
         參數(shù)3：wrapMode,環(huán)繞模式
         */
        glTexParameteri(GLenum(GL_TEXTURE_CUBE_MAP), GLenum(GL_TEXTURE_MIN_FILTER), GL_LINEAR)
        glTexParameteri(GLenum(GL_TEXTURE_CUBE_MAP), GLenum(GL_TEXTURE_MAG_FILTER), GL_LINEAR)
        glTexParameteri(GLenum(GL_TEXTURE_CUBE_MAP), GLenum(GL_TEXTURE_WRAP_S), GL_CLAMP_TO_EDGE)
        glTexParameteri(GLenum(GL_TEXTURE_CUBE_MAP), GLenum(GL_TEXTURE_WRAP_T), GL_CLAMP_TO_EDGE)
        
        
        //綁定紋理
        /*
         參數(shù)1：紋理維度
         參數(shù)2：紋理ID,因?yàn)橹挥幸粋€(gè)紋理，給0就可以了。
         */
        glBindTexture(GLenum(GL_TEXTURE_CUBE_MAP), 0)
    }

運(yùn)行結(jié)果圖

這并不是我們想要的效果，而且連方格都沒有顯示出來，雖然中間看似有分割線。但是離效果圖還是天差地別的。怎么回事呢？對比了一下發(fā)現(xiàn)在過濾方式不同：GL_LINEAR 和 GL_NEAREST

摘抄自：mChenys -- 六、OpenGL ES紋理的使用
當(dāng)紋理大小要被擴(kuò)大或者縮小的時(shí)候，我們需要使用紋理過濾明確說明會(huì)發(fā)生什么，當(dāng)我們在渲染表面上繪制一個(gè)紋理時(shí)，那個(gè)紋理的紋理元素可能無法精確地映射到OpenGL生成的片段上，有2種情況：縮小或者放大。
當(dāng)我們盡力把幾個(gè)紋理元素?cái)D進(jìn)一個(gè)片段時(shí)，縮小就會(huì)發(fā)生了，當(dāng)把一個(gè)紋理元素?cái)U(kuò)展到許多片段時(shí)，放大就發(fā)生了。
針對每一種情況，我們都可以配置OpenGL使用一個(gè)紋理過濾器，我會(huì)使用下面的圖像闡述每一種過濾模式：

圖1

GL_NEAREST（也叫鄰近過濾，Nearest Neighbor Filtering）是OpenGL默認(rèn)的紋理過濾方式。當(dāng)設(shè)置為GL_NEAREST的時(shí)候，OpenGL會(huì)選擇中心點(diǎn)最接近紋理坐標(biāo)的那個(gè)像素。下圖中你可以看到四個(gè)像素，加號代表紋理坐標(biāo)。左上角那個(gè)紋理像素的中心距離紋理坐標(biāo)最近，所以它會(huì)被選擇為樣本顏色：

圖2

這種方式為每個(gè)片段選擇最近的紋理元素，當(dāng)放大紋理時(shí)它的鋸齒效果看起來相當(dāng)明顯，每個(gè)紋理單元都清楚地顯示為一個(gè)小方塊。

圖3

當(dāng)我們縮小紋理時(shí)，因?yàn)闆]有足夠的片段來繪制所有的紋理單元，許多細(xì)節(jié)將會(huì)丟失。

圖4

GL_LINEAR（也叫線性過濾，(Bi)linear Filtering）它會(huì)基于紋理坐標(biāo)附近的紋理像素，計(jì)算出一個(gè)插值，近似出這些紋理像素之間的顏色。一個(gè)紋理像素的中心距離紋理坐標(biāo)越近，那么這個(gè)紋理像素的顏色對最終的樣本顏色的貢獻(xiàn)越大。下圖中你可以看到返回的顏色是鄰近像素的混合色：

圖5

線性過濾使用雙線插值平滑像素之間的過渡，而不是每個(gè)片段使用最近的紋理元素，OpenGL會(huì)使用四個(gè)鄰接的紋理元素，并在他們之間用一個(gè)線性差值算法做差值，這個(gè)算法與前面介紹平滑著色的算法一樣，之所以叫它雙線性，是因?yàn)樗茄貎蓚€(gè)維度差值的，它會(huì)比近鄰過濾要平滑很多，但還是會(huì)有一些鋸齒顯示出來，因?yàn)槲覀儼堰@個(gè)紋理擴(kuò)展得太多了，但是鋸齒沒有最近鄰過濾那么明顯。

圖6

PS：紋理放大時(shí)使用線性過濾（GL_LINEAR），縮小時(shí)用鄰近過濾（GL_NEAREST）

然后我們修改過濾方式為：鄰近過濾（GL_NEAREST）
效果如下：

鄰近過濾效果圖

這里看到已經(jīng)差不多了和他的一樣了。但是總覺得怪怪的。就是每一個(gè)面都會(huì)有一塊是黑色的，而對照的卻不是這樣的。然后再去仔細(xì)看了看。后面發(fā)現(xiàn)原來還是在這個(gè)方法上出現(xiàn)了問題：

glTexImage2D(GLenum(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_X + Int32(i)), 0, GL_RGBA, 2, 2, 0, GLenum(GL_RGBA), GLenum(GL_FLOAT), texCubemapPixelDatas[i])
//載入紋理2D數(shù)據(jù) 就是加載紋理像素到 GPU 的方法
參數(shù)1：紋理模式，GL_TEXTURE_1D、GL_TEXTURE_2D、GL_TEXTURE_3D
參數(shù)2：加載的層次，一般設(shè)置為0
參數(shù)3：紋理的顏色值GL_RGBA
參數(shù)4：寬
參數(shù)5：高
參數(shù)6：border，邊界寬度
參數(shù)7：format
參數(shù)8：type
參數(shù)9：紋理數(shù)據(jù)
這里的（參數(shù)3：紋理的顏色值，參數(shù)7：format）我們傳的是GL_RGBA，而數(shù)組里面只有(r, g, b)并沒有a，所以出現(xiàn)取值有問題吧。改成 GL_RGB

運(yùn)行結(jié)果：

運(yùn)行結(jié)果

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iOS視覺-- (05) OpenGL ES+GLSL實(shí)現(xiàn)正方體貼6張圖解析

iOS視覺-- (05) OpenGL ES+GLSL實(shí)現(xiàn)正方體貼6張圖解析

1. Texture 是什么？

Texture_2D:

Texture_CubeMap:

到此正方體貼圖工作就完成了。詳細(xì)請查看源碼

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iOS視覺-- (05) OpenGL ES+GLSL實(shí)現(xiàn)正方體貼6張圖解析

1. Texture 是什么？

Texture_2D:

Texture_CubeMap:

到此正方體貼圖工作就完成了。詳細(xì)請查看源碼

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1. Texture 是什么？

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