OpenGL纹理相关API

纹理就是一张贴在物体上的2维图片(甚至也有1D和2D的纹理)它可以用来添加物体的细节。
图片在帧缓存区的存储空间可以根据以下公式计算

图像存储空间 = 图像的⾼高度 * 图像宽度 * 每个像素的字节数

颜色缓存区内容作为像素图直接读取

//参数1:x,矩形左下⻆的窗口坐标
//参数2:y,矩形左下角的窗口坐标
//参数3:width,矩形的宽,以像素为单位
//参数4:height,矩形的高,以像素为单位
//参数5:format,OpenGL 的像素格式,参考 表6-1
//参数6:type,解释参数pixels指向的数据,告诉OpenGL 使⽤用缓存区中的什么 数据类型来存储颜色分量,像素数据的数据类型,参考 表6-2
//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);
glReadBuffer(mode);—> 指定读取的缓存
glWriteBuffer(mode);—> 指定写⼊入的缓存

载入纹理

  • target:GL_TEXTURE_1DGL_TEXTURE_2DGL_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色成分。
  • width、height、depth参数:指加载纹理理的宽度、⾼高度、深度。==注意!==这些值必须是 2的整数次⽅方。(这是因为OpenGL 旧版本上的遗留留下的⼀一个要求。当然现在已经可以⽀支持不不是 2的整数次⽅方。但是开发者们还是习惯使⽤用以2的整数次⽅方去设置这些参数。)
  • border参数:允许为纹理理贴图指定⼀一个边界宽度。
  • format、type、data参数:与我们在讲glDrawPixels 函数对于的参数相同

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,GLenumformat,GLenum type,const GLvoid *data);
void glTexSubImage2D(GLenum target,GLint level,GLint xOffset,GLint yOffset,GLsizei width,GLsizei height,GLenum format,GLenum type,const GLvoid *data);
void glTexSubImage3D(GLenum target,GLint level,GLint xOffset,GLint yOffset,GLint zOffset,GLsizei width,GLsizei height,GLsizei depth,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 yOffset,GLint x,y,GLsizei width,GLsizei height);
void glCopyTexSubImage3D(GLenum target,GLint level,GLint xoffset,GLint yOffset,GLint zOffset,GLint x,GLint y,GLsizei width,GLsizei height);

颜色缓存区加载数据,形成新纹理使用

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

x,y 在颜⾊色缓存区中指定了了开始读取纹理理数据的位置; 缓存区⾥里里的数据,是源缓存区通过glReadBuffer设置的。
注意:不不存在glCopyTextImage3D ,因为我们⽆无法从2D 颜⾊色缓存区中获取体积 数据。

纹理对象

//使⽤用函数分配纹理理对象
//指定纹理理对象的数量量 和 指针(指针指向⼀一个⽆无符号整形数组,由纹理理对象标识符填充)。 void glGenTextures(GLsizei n,GLuint * textTures);
默认情况下,第一个纹理单元为活动的纹理单元。所有纹理绑定操作都会影响当前活动的纹理单元。我们可以通过调用以纹理单元标识符为变量的glActiveTexture来改变当前纹理单元。

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

//删除绑定纹理理对象
//纹理理对象 以及 纹理理对象指针(指针指向⼀一个⽆无符号整形数组,由纹理理对象标识符填充)。
void glDeleteTextures(GLsizei n,GLuint *textures);

//测试纹理理对象是否有效
//如果texture是⼀一个已经分配空间的纹理理对象,那么这个函数会返回GL_TRUE,否则会返回GL_FALSE。
GLboolean glIsTexture(GLuint texture);

设置纹理参数

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);
参数1:target,指定这些参数将要应⽤用在那个纹理理模式上,⽐比如GL_TEXTURE_1D、GL_TEXTURE_2D、GL_TEXTURE_3D。
参数2:pname,指定需要设置那个纹理理参数
参数3:param,设定特定的纹理理参数的值

设置过滤方式

GL_NEAREST(也叫邻近过滤,Nearest Neighbor Filtering)是OpenGL默认的纹理过滤方式。当设置为GL_NEAREST的时候,OpenGL会选择中心点最接近纹理坐标的那个像素。下图中你可以看到四个像素,加号代表纹理坐标。左上角那个纹理像素的中心距离纹理坐标最近,所以它会被选择为样本颜色:


邻近过滤

GL_LINEAR(也叫线性过滤,(Bi)linear Filtering)它会基于纹理坐标附近的纹理像素,计算出一个插值,近似出这些纹理像素之间的颜色。一个纹理像素的中心距离纹理坐标越近,那么这个纹理像素的颜色对最终的样本颜色的贡献越大。下图中你可以看到返回的颜色是邻近像素的混合色:


线性过滤

那么这两种纹理过滤方式有怎样的视觉效果呢?让我们看看在一个很大的物体上应用一张低分辨率的纹理会发生什么吧(纹理被放大了,每个纹理像素都能看到):

GL_NEAREST产生了颗粒状的图案,我们能够清晰看到组成纹理的像素,而GL_LINEAR能够产生更平滑的图案,很难看出单个的纹理像素。GL_LINEAR可以产生更真实的输出,但有些开发者更喜欢8-bit风格,所以他们会用GL_NEAREST选项。

当进行放大(Magnify)和缩小(Minify)操作的时候可以设置纹理过滤的选项,比如你可以在纹理被缩小的时候使用邻近过滤,被放大时使用线性过滤。我们需要使用glTexParameter*函数为放大和缩小指定过滤方式。这段代码看起来会和纹理环绕方式的设置很相似:

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

设置环绕方式


纹理坐标超出默认范围市,每个选项都有不同的视觉效果输出


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 在纹理理坐标超过1.0的⽅方向上对纹理理进⾏行行重复;
GL_CLAMP:所需的纹理理单元取⾃自纹理理边界或TEXTURE_BORDER_COLOR.
GL_CLAMP_TO_EDGE环绕模式强制对范围之外的纹理理坐标沿着合法的纹理理单元的最后⼀一⾏行行或者最后⼀一
列列来进⾏行行采样。
GL_CLAMP_TO_BORDER:在纹理理坐标在0.0到1.0范围之外的只使⽤用边界纹理理单元。边界纹理理单元是
作为围绕基本图像的额外的⾏行行和列列,并与基本纹理理图像⼀一起加载的。
glTextParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_WRAR_S,GL_CLAMP_TO_EDGE); glTextParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_WRAR_T,GL_CLAMP_TO_EDGE);

多重纹理坐标

通过对纹理坐标进行插值,我们可以吧纹理应用到几何图形上面。我们还可以计算纹理坐标,就像在前面示例当中为天空盒做的一切一样。或者可以为每个纹理提供独立的一组纹理坐标;毕竟这只不过是在我们批次中增加一组属性而已。
默认情况下,GLBatch类不会以一个属性数组的形式提供任何纹理坐标。不过在调用以nTextureUnits为参数的Begin函数时,我们最多可以指定4组纹理坐标。

void GLBatch::Begin(GLenum primitive, GLuint nVerts, GLuint nTextureUnits=0);
有两个函数可以提供纹理坐标。第一个函数是CopyTexCoordData2f,速度最快的,因为会一次复制整个一组纹理坐标。
void GLBatch::CopyTexCoordData2f(M3DVector2f *vTexCoords, GLuint uiTextureLayer);

第二个函数则是使用较慢的每次一个顶点的接口,与立即模式类似。
我们可以通过两种方式指定一个二维纹理坐标:

void GLBatch::MultiTexCoord2f(GLuint texture, GLclampf s, GLclamf t);
void GLBacth::MultiTexCoordfv(GLuint texture, M3DVector2f vTexCoord);

OpenGL像素格式
常用的GL_RGB、GL_RGBA等

常量 说明
GL_RGB 描述红、绿、蓝顺序排列的颜⾊
GL_RGBA 按照红、绿、蓝、Alpha顺序排列的颜⾊
GL_BGR 按照蓝、绿、红顺序排列颜⾊
GL_BGRA 按照蓝、绿、红、Alpha顺序排列颜⾊
GL_RED 每个像素只包含了⼀个红⾊分量
GL_GREEN 每个像素只包含了⼀个绿⾊分量
GL_BLUE 每个像素只包含了⼀个蓝⾊分量
GL_RG 每个像素依次包含了一个红色和绿色的分量
GL_RED_INTEGER 每个像素包含了一个整数形式的红⾊分量
GL_GREEN_INTEGER 每个像素包含了一个整数形式的绿色分量
GL_BLUE_INTEGER 每个像素包含了一个整数形式的蓝色分量
GL_RG_INTEGER 每个像素依次包含了一个整数形式的红⾊、绿⾊分量
GL_RGB_INTEGER 每个像素包含了一个整数形式的红⾊、蓝⾊、绿色分量
GL_RGBA_INTEGER 每个像素包含了一个整数形式的红⾊、蓝⾊、绿⾊、Alpah分量
GL_BGR_INTEGER 每个像素包含了一个整数形式的蓝⾊、绿⾊、红色分量
GL_BGRA_INTEGER 每个像素包含了一个整数形式的蓝⾊、绿⾊、红色、Alpah分量
GL_STENCIL_INDEX 每个像素只包含了一个模板值
GL_DEPTH_COMPONENT 每个像素只包含一个深度值
GL_DEPTH_STENCIL 每个像素包含一个深度值和一个模板值

OpenGL像素数据的书籍类型
常用的是GL_UNSIGNED_BYTE

常量 说明
GL_UNSIGNED_BYTE 每种颜色分量都是一个8位无符号整数
GL_BYTE 8位有符号整数
GL_UNSIGNED_SHORT 16位无符号整数
GL_SHORT 16位有符号整数
CL_UNSIGNED_INT 32位无符号整数
GL_INT 32位有符号整数
GL_FLOAT 单精度浮点数
GL_HALF_FLOAT 半精度浮点数
GL_UNSIGNED_BYTE_3_2_3 包装的RGB值
GL_UNSIGNED_BYTE_2_3_3_REV 包装的RGB值
GL_UNSIGNED_SHORT_5_6_5 包装的RGB值
GL_UNSIGNED_SHORT_5_6_5_REV 包装的RGB值
GL_UNSIGNED_SHORT_4_4_4_4 包装的RGB值
GL_UNSIGNED_SHORT_4_4_4_4_REV 包装的RGB值
GL_UNSIGNED_SHORT_5_5_5_1 包装的RGB值
GL_UNSIGNED_SHORT_1_5_5_5_REV 包装的RGB值
GL_UNSIGNED_INT_8_8_8_8 包装的RGB值
GL_UNSIGNED_INT_8_8_8_8_REV 包装的RGB值
GL_UNSIGNED_INT_10_10_10_2 包装的RGB值
GL_UNSIGNED_INT_2_10_10_10_REV 包装的RGB值
GL_UNSIGNED_INT_24_8 包装的RGB值
GL_UNSIGNED_INT_10F_11F_REV 包装的RGB值
GL_FLOAT_24_UNSIGNED_INT_24_8_REV 包装的RGB值
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