OpenGL学习之纹理

纹理只是一种能够应用到场景中的三角形上的图像数据。它经过过滤的纹理单元（texel，相当于基于纹理的像素）填充到实心区域。

简单的说就是加载图片，底层是使用纹理实现的

一、纹理 常用API 解析

纹理对象

纹理对象允许我们一次加载一个以上纹理状态（包含纹理图像）。以及在它们之间进行快速切换。纹理状态是由当前绑定的纹理对象维护的。而纹理对象时一个无符号整数标识的。

//使用函数分配纹理对象
//指定纹理对象的数量 和 指针 （指针指向一个无符号整形数组，有纹理对象标识符填充）
void glGenTextures(GLsizei n, GLunint * textTures);

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

//删除绑定纹理对象
//纹理对象 以及 纹理对象指针 （指针指向一个无符号整形数组，有纹理对象标识符填充）
void glDeleteTextures(GLsizei n, GLunit *textures);

//测试纹理对象是否有效
//如果texture是一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(GLunit texture);

读取TGA 纹理

//读取TGA 纹理
//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
GLbyte *gltReadTGABits(const char *szFileName, GLint *iWidth, GLint *iHeight, GLint *iComponents, GLenum *eFormat);

读取像素图

//参数1： x，矩阵左下角的窗口坐标
//参数2：y，矩阵左下角的窗口坐标
//参数3：width，矩阵的宽，像素为单位
//参数4：height，矩阵的高，像素为单位
//参数5：format，OpenGL的像素格式，
//参数6：type，解释参数pixels指向的数据，告诉OpenGL使用缓存区中的什么数据类型来存储颜色分量，像素数据的数据类型
//参数7：pixels，指向图形数据的指针

void glReadPixels(GLint x, GLint y, GLSizei width, GLSizei height, GLenum format, GLenum type, const void * pixels);

glReadBuffers(mode); ->指定读取的缓存
glWriteBuffers(mode); ->指定写入的缓存

纹理参数设置

//参数1:target,指定这些参数将要应用在那个纹理模式上，比如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
glTexParameterf(GLenum target,GLenum pname,GLFloat param);
glTexParameteri(GLenum target,GLenum pname,GLint param);
glTexParameterfv(GLenum target,GLenum pname,GLFloat *param);
glTexParameteriv(GLenum target,GLenum pname,GLint *param);

• 放大/缩小过滤方式

glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_NEAREST);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_NEAREST);

glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_LINEAR);

例子：

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

可以使用的几种情况

glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST)
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST)
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR)
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR)

• S/T轴环绕方式

  
  环绕方式

环绕方式效果

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

GL_REPEAT:OpenGL 在纹理坐标超过1.0的⽅向上对纹理进⾏重复; 
GL_CLAMP:所需的纹理单元取自纹理边界或TEXTURE_BORDER_COLOR. GL_CLAMP_TO_EDGE环绕模式强制对范围之外的纹理坐标沿着合法的纹理单元的最后一行或者最后一
列来进行采样。 
GL_CLAMP_TO_BORDER:在纹理坐标在0.0到1.0范围之外的只使⽤用边界纹理单元。边界纹理单元是作为围绕基本图像的额外的行和列，并与基本纹理图像一起加载的。

glTextParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_WRAR_S,GL_CLAMP_TO_EDGE);
glTextParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_WRAR_T,GL_CLAMP_TO_EDGE);

载入纹理

//target:GL_TEXTURE_1D、GL_TEXTURE_2D、GL_TEXTURE_3D 。 
//Level :指定所加载的mip贴图层次。一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色成分。
//width、height、depth 参数:指加载纹理的宽度、高度、深度。
//border参数:允许为纹理贴图指定一个边界宽度。
//format参数:gltReadTGABits函数中,通过 eFormat 参数返回图片的颜色格式
//type参数:OpenGL 数据存储方式,一般使用 GL_UNSIGNED_BYTE
//data参数:图片数据指针
void glTexImage1D(GLenum target,GLint level,GLint internalformat,GLsizei width,GLint border,GLenum format,GLenum type,void *data);

void glTexImage2D(GLenum target,GLint level,GLint internalformat,GLsizei width,GLsizei height,GLint border,GLenum format,GLenum type,void * data);

void glTexImage3D(GLenum target,GLint level,GLint internalformat,GLSizei width,GLsizei height,GLsizei depth,GLint border,GLenum format,GLenum type,void *data);

更新纹理

void glTexSubImage1D(GLenum target, GLint level, GLint xOffset, GLsizei width, GLenum format, GLenum type, const GLvoid *data);
void glTexSubImage2D(GLenum target, GLint level, GLint xOffset, GLsizei width, GLenum format, GLenum type, const GLvoid *data);
void glTexSubImage3D(GLenum target, GLint level, GLint xOffset, GLsizei width, GLenum format, GLenum type, const GLvoid *data);

插入替换纹理

void glCopyTexSubImage1D(GLenum target, GLint level, GLint xOffset, GLint x, GLint y, GLsize width);
void glCopyTexSubImage2D(GLenum target, GLint level, GLint xOffset, GLint x, GLint y, GLsize width);
void glCopyTexSubImage3D(GLenum target, GLint level, GLint xOffset, GLint x, GLint y, GLsize width);

压缩方式

通用压缩方式

• 判断压缩 与 选择压缩方式

GLint comFlag;
//判断纹理是否被成功压缩 glGetTexLevelParameteriv(GL_TEXTURE_2D,0,GL_TEXTURE_COMPRESSED,&comFlag);
//根据选择的压缩纹理格式，选择最快、最优、⾃行选择的算法方式选择压缩格式。 
glHint(GL_TEXTURE_COMPRESSION_HINT,GL_FASTEST);
glHint(GL_TEXTURE_COMPRESSION_HINT,GL_NICEST);
glHint(GL_TEXTURE_COMPRESSION_HINT,GL_DONT_CARE);

• 加载压缩纹理

void glCompressedTexImage1D(GLenum target,GLint level,GLenum internalFormat,GLsizei width,GLint border,GLsizei imageSize,void *data);

void glCompressedTexImage2D(GLenum target,GLint level,GLenum internalFormat,GLsizei width,GLint heigth,GLint border,GLsizei imageSize,void *data);

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。⼀一般我们都把这个参数设置为0。 internalformat:每个纹理理单元中存储多少颜色成分。
width、height、depth参数:指加载纹理理的宽度、⾼度、深度。==注意!==这些值必须是2的整数次⽅。(这是因为OpenGL旧版本上的遗留下的一个要求。当然现在已经可以⽀持不是2的整数次方。但是开发者们还是习惯使用以2的整数次方去设置参数。)
border参数:允许为纹理贴图指定⼀个边界宽度。 
format、type、data参数:与我们在讲glDrawPixels 函数对于的参数相同

glGetTexLevelParameter函数提取的压缩纹理格式

glGetTexLevelParameter函数提取的压缩纹理格式

GL_EXT_texture_compression_s3tc压缩格式

GL_EXT_texture_compression_s3tc压缩格式

二、纹理坐标解析

为了能够把纹理映射(Map)到三角形上，我们需要指定三角形的每个顶点各自对应纹理的哪个部分。这样每个顶点就会关联着一个纹理坐标(Texture Coordinate)，用来标明该从纹理图像的哪个部分采样（采样：采集片段颜色）。之后在图形的其它片段上进行片段插值(Fragment Interpolation)。

2D纹理坐标在x和y轴上，范围为0到1之间。使用纹理坐标获取纹理颜色叫做采样(Sampling)。纹理坐标起始于(0, 0)，也就是纹理图片的左下角，终始于(1, 1)，即纹理图片的右上角