OpenGL 纹理、Mip贴图

2020-07-27 本文已影响0人 windy_3c22

1、函数

像素存储方式

//改变像素存储方式
void glPixelStorei(GLenum pname, GLint param);
//恢复像素存储方式
void glPixelStoref(GLenum pname, GLfloat param);
//举例例:
//参数1:GL_UNPACK_ALIGNMENT 指定OpenGL 如何从数据缓存区中解包图像 数据
//参数2:表示参数GL_UNPACK_ALIGNMENT 设置的值
//GL_UNPACK_ALIGNMENT 指内存中每个像素⾏起点的排列请求，允许设置为1 (byte排列)、2(排列为偶数byte的⾏)、4(字word排列)、8(⾏从双字节 边界开始)
glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);

从颜⾊色缓存区内容作为像素图直接读取

//参数1:x,矩形左下⻆角的窗⼝坐标
//参数2:y,矩形左下⻆角的窗⼝坐标
//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

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);
/**
 * 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。==注意!== 这些值必须是 2的整数次方。(这是因为OpenGL 旧版本上的遗留留下的⼀个要求。当然现在已经可以⽀支持不不是 2的整数次方。但是开发者们还是习惯使⽤以2的整数次方去设置这些参数。)
 * 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
 **/

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, 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, GLint 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);

使用颜⾊缓存区加载数据，形成新的纹理使用

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

2、纹理对象

绑定纹理对象、删除绑定纹理对象

//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，由纹理对象标识符填充)。 
void glGenTextures(GLsizei n, GLuint * textTures);
//绑定纹理状态 //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，由纹理对象标识符填充)。
void glDeleteTextures(GLsizei n, GLuint *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(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

设置过滤方式

邻近过滤、线性过滤
邻近过滤、线性过滤对比

//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)

设置环绕方式

环绕方式	描述
GL_REPEAT	对纹理的默认行为。重复纹理图像
GL_MIRRORED_REPEAT	和GL_REPEAT 一样，每次重复的图片是镜像放置的
GL_CLAMP_TO_EDGE	纹理坐标会被约束到0到1之间，超出的部分会重复纹理坐标的边缘，产生一种边缘被拉伸的效果
GL_CLAMP_TO_BORDER	超出的坐标为用户指定的边缘颜色

环绕方式

//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);

像素格式、像素数据的数据类型

像素数据的数据类型
像素格式

UNSIGNED_BYTE_3_3_2，表示8位中3个分量占的个数，第一个分量3、第二个分量3、第三个分量2。
UNSIGNED_BYTE_2_3_3_REV，表示8位中3个分量占的个数，但分量是反过来的，第一个分量2、第二个分量3、第三个分量3。

UNSIGNED_BYTE_3_3_2、UNSIGNED_BYTE_2_3_3_REV

纹理坐标
2D纹理坐标左下角(0，0),右上角为(1.0，1.0)。

2D纹理坐标

3D纹理坐标

3D纹理坐标

顶点坐标: (x, y, z, w)
纹理坐标: (s, t, r, q)

纹理坐标使用

bool LoadTGATexture(const char *szFileName, GLenum minFilter, GLenum magFilter, GLenum wrapMode)
{
      //1.分配纹理对象 参数1:纹理对象个数，参数2:纹理对象指针
    glGenTextures(1, &textureID);
    //2.绑定纹理状态 参数1：纹理状态2D 参数2：纹理对象
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureID);
      
      //3、读纹理位，读取像素
    GLbyte *pBits;
    int nWidth, nHeight, nComponents;
    GLenum eFormat;
    //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
    pBits = gltReadTGABits(szFileName, &nWidth, &nHeight, &nComponents, &eFormat);
    if(pBits == NULL)
        return false;
    
    //4、设置纹理参数
    //参数1：纹理维度
    //参数2：为S/T坐标设置模式
    //参数3：wrapMode,环绕模式
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, wrapMode);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, wrapMode);
    
    //参数1：纹理维度
    //参数2：线性过滤
    //参数3：wrapMode,环绕模式
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, minFilter);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, magFilter);

    //5.载入纹理
    //参数1：纹理维度
    //参数2：mip贴图层次
    //参数3：纹理单元存储的颜色成分（从读取像素图是获得）
    //参数4：加载纹理宽
    //参数5：加载纹理高
    //参数6：加载纹理的深度
    //参数7：像素数据的数据类型（GL_UNSIGNED_BYTE，每个颜色分量都是一个8位无符号整数）
    //参数8：指向纹理图像数据的指针
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, nComponents, nWidth, nHeight, 0, eFormat, GL_UNSIGNED_BYTE, pBits);
    
    //使用完毕释放pBits
    free(pBits);
    
    //只有minFilter 等于以下四种模式，才可以生成Mip贴图
    //GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST具有非常好的性能，并且闪烁现象非常弱
    //GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST常常用于对游戏进行加速，它使用了高质量的线性过滤器
    //GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR 和GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR 过滤器在Mip层之间执行了一些额外的插值，以消除他们之间的过滤痕迹。
    //GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR 三线性Mip贴图。纹理过滤的黄金准则，具有最高的精度。
    if(minFilter == GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR ||
       minFilter == GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST ||
       minFilter == GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR ||
       minFilter == GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST)
        //6.纹理生成所有的Mip层
        //参数：GL_TEXTURE_1D、GL_TEXTURE_2D、GL_TEXTURE_3D
        glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);
 
    return true;
}

隧道Demo

3、Mip贴图

一个功能强大的纹理技术，可以提高渲染的性能以及提升场景的视觉质量。
mip贴图是把纹理每次1/2进行缩放，直到图像1:1大小，然后把这些图都存储起来，当要使用就选择一个合适的图像。
mipmap有多少个层级是有glTexImage1D、glTexImage2D载入纹理的第二个参数level决定的。层级从0开始，0，1，2，3这样递增，如果没有使用mipmap技术，只有第0层的纹理会被加载。在默认情况下，为了使用mipmap，所有层级都会被加载，但是我们可以用纹理参数来控制要加载的层级范围。

设置Mip 贴图

//GL_TEXTURE_BASE_LEVEL设置mip贴图基层level
//GL_TEXTURE_MAX_LEVEL设置mip贴图最⼤层level
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_BASE_LEVEL, 0); 
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAX_LEVEL, 0);

Mip贴图的纹理过滤

常量	描述
GL_NEAREST	在Mip基层上执行最邻近过滤
GL_LINEAR	在Mip基层执行线性过滤
GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST	在最邻近Mip层，并执行最邻近过滤
GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR	在Mip层之间执行线性插补，并执行最邻近过滤
GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST	选择最邻近Mip层，并执行线性过滤
GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR	在Mip层之间执行线性插补，并执行线性过滤，又称三线性Mip贴图

压缩纹理

压缩格式	基本内部格式
GL_COMPRESSED_RGB	GL_RGB
GL_COMPRESSED_RGBA	GL_RGBA
GL_COMPRESSED_SRGB	GL_RGB
GL_COMPRESSED_SRGB	GL_RGBA
GL_COMPRESSED_RED	GL_RED
GL_COMPRESSED_RED	GL_RG

glGetTexLevelParameter函数提取的压缩纹理理格式

参数	返回
GL_TEXTURE_COMPRESSED	如果纹理被压缩，返回1，否则返回0
GL_TEXTURE_COMPRESSED_IMAGE_SIZE	压缩后的纹理的⼤小(以字节为单位)
GL_TEXTURE_INTERNAL_FORMAT	所使用的压缩格式
GL_NUM_COMPRESSED_TEXTURE_FORMATS	受支持的压缩纹理格式数量
GL_COMPRESSED_TEXTURE_FORMATS	⼀个包含了⼀些常量值的数组，每个常量值对应于一种受支持的压缩纹理格式
GL_TEXTURE_COMPRESSION_HINT	压缩纹理提示的值(GL/NICEST/GL_FASTEST)

GL_EXT_texture_compression_s3tc压缩格式

格式	描述
GL_COMPRESSED_RGB_S3TC_DXT1	RGB数据被压缩，alpha值始终是1.0
GL_COMPRESSED_RGBA_S3TC_DXT1	RGBA数据被压缩，alpha值返回1.0或者0.0
GL_COMPRESSED_RGAB_S3TC_DXT3	RGB值被压缩，alpha值用4位存储
GL_COMPRESSED_RGBA_SETC_DXT5	RGB数据被压缩，alpha值是一些8位值的加权平均值

判断压缩与选择压缩⽅方式

//根据选择的压缩纹理理格式，选择最快、最优、⾃自⾏行行选择的算法⽅方式选择压缩格式。
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。
//==注意!==
//这些值必须是2的整数次⽅。这是因为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2的数次⽅参数。
//border: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

OpenGL 纹理、Mip贴图

1、函数

2、纹理对象

3、Mip贴图

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