纹理是一个2D图片(甚至也有1D和3D的纹理),它可以用来添加物体的细节。因为我们可以在一张图片上插入非常多的细节,这样就可以让物体非常精细而不用指定额外的顶点。
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(译注: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)。
纹理坐标在x和y轴上,范围为0到1之间(注意我们使用的是2D纹理图像)。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。
我们为三角形指定了3个纹理坐标点。我们只要给顶点着色器传递这三个纹理坐标就行了,接下来它们会被传片段着色器中,它会为每个片段进行纹理坐标的插值。
上述方式要求被贴图的部分比贴图本身小,如果模型比贴图大呢,也就是说如果我们把纹理坐标设置在范围之外会发生什么?这就涉及到**纹理环绕(wrapping)。**以下是OpenGL常用的四种环绕方式:
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,但每次重复图片是镜像放置的。 |
GL_CLAMP_TO_EDGE | 纹理坐标会被约束在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。 |
每个选项都可以使用glTexParameter*函数对单独的一个坐标轴设置(s、t(如果是使用3D纹理那么还有一个r)它们和x、y、z是等价的):
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_MIRRORED_REPEAT);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_MIRRORED_REPEAT);
第一个参数指定了纹理目标;我们使用的是2D纹理,因此纹理目标是GL_TEXTURE_2D。
第二个参数需要我们指定设置的选项与应用的纹理轴。我们打算配置的是WRAP选项,并且指定S和T轴。
最后一个参数需要我们传递一个环绕方式(Wrapping)
如果我们选择GL_CLAMP_TO_BORDER选项,我们还需要指定一个边缘的颜色。这需要使用glTexParameter函数的fv后缀形式,用GL_TEXTURE_BORDER_COLOR作为它的选项,并且传递一个float数组作为边缘的颜色值:
float borderColor[] = { 1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f };
glTexParameterfv(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_BORDER_COLOR, borderColor);
当贴图放大或缩小时都可能会出现失真,为了减小这种失真,我们可以采取**纹理过滤(Texture Filtering)**的办法。
- 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。
- 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。
以下是放大图片时两种方法的对比
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。
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
如果一个高分辨率的纹理在画面中很远的位置,它只占很小的一部分像素,单纯对他进行缩放会得不偿失,所以我们用**多级渐远纹理(Mipmap)**创造一个它的低分辨复制,从而简化运算。
OpenGL有一个glGenerateMipmaps函数,在创建完一个纹理后调用它OpenGL就会承担创建一系列多级渐远纹理的工作。
在渲染中切换多级渐远纹理级别(Level)时,OpenGL在两个不同级别的多级渐远纹理层之间会产生不真实的生硬边界。
就像普通的纹理过滤一样,切换多级渐远纹理级别时你也可以在两个不同多级渐远纹理级别之间使用NEAREST和LINEAR过滤。共有四种过滤方式:GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST,GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST
GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR,GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR
就像纹理过滤一样,我们可以使用glTexParameteri将过滤方式设置为前面四种提到的方法之一:
一个常见的错误是,将放大过滤的选项设置为多级渐远纹理过滤选项之一。这样没有任何效果,因为多级渐远纹理主要是使用在纹理被缩小的情况下的,纹理放大不会使用多级渐远纹理。
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);