OpenGL/OpenGL ES入门：纹理初探 - 常用API解析

2023-11-21 09:18:38

纹理映射：增强OpenGL和OpenGL ES渲染效果的秘密武器

想象一下一个没有任何颜色的3D场景，它看起来就像一个毫无生气的骨架。纹理映射就是给这个骨架注入生命，赋予它逼真度和深度感的神奇力量。在本文中，我们将深入探讨纹理映射在OpenGL和OpenGL ES中的世界，了解它如何提升您的图形渲染游戏。

纹理映射是什么？

简单来说，纹理映射就是将图像数据（称为纹理）应用到3D模型的表面。当纹理图像被投影到几何图形上时，它可以为其增加丰富的细节、颜色和纹理，从而创造出更逼真的渲染效果。

OpenGL中的纹理

在OpenGL中，纹理被表示为称为纹理对象的数据结构。使用glGenTextures()函数创建纹理对象，并使用glTexImage2D()函数加载纹理图像数据。纹理对象可以拥有各种参数，例如纹理格式（存储图像数据的方式）和纹理环绕方式（纹理超出几何图形边界时的处理方式）。

纹理坐标

纹理坐标是将纹理图像上的每个像素映射到几何图形上特定点的关键。每个三角形顶点都与一个纹理坐标相关联，它指定该顶点在纹理图像中的位置。纹理坐标系通常使用(s, t)表示，其中s是水平方向的纹理坐标，t是垂直方向的纹理坐标。

纹理过滤

当纹理图像被映射到几何图形上时，纹理像素可能与几何图形上的相应像素大小不匹配。为了平滑纹理图像并消除锯齿，可以使用纹理过滤技术。OpenGL支持两种主要的纹理过滤方法：

最近邻过滤： 使用纹理图像中最近的像素作为相应像素的颜色。
双线性过滤： 对纹理图像中四个最近的像素进行加权平均，以获得相应像素的颜色。

纹理环绕方式

当纹理图像超出几何图形的边界时，纹理环绕方式决定如何处理这些超出部分。OpenGL支持以下纹理环绕方式：

重复： 在纹理图像之外重复纹理图像。
镜像： 在纹理图像之外镜像纹理图像。
边缘锁定： 将纹理图像的边缘颜色复制到纹理图像之外。

OpenGL ES中的纹理

OpenGL ES遵循与OpenGL类似的纹理映射原则，但存在一些差异。例如，纹理对象在OpenGL ES中使用glGenTextures()函数生成，但纹理图像数据使用glTexImage2D()和glTexSubImage2D()函数加载。此外，OpenGL ES支持通过glActiveTexture()函数激活多个纹理单元。

示例代码

以下示例代码演示如何在OpenGL中加载和应用纹理：

// 1. 生成纹理对象
GLuint texture;
glGenTextures(1, &texture);

// 2. 绑定纹理对象
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);

// 3. 设置纹理过滤参数
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);

// 4. 设置纹理环绕方式
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);

// 5. 加载纹理图像
unsigned char* imageData = ...; // 图像数据
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, width, height, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, imageData);

// 6. 渲染纹理映射三角形
// ...