OpenGL：纹理基础总结

[导读]当前光栅位置：当前光栅位置就是开始绘制下一幅位图/图像的屏幕位置。 //左下角glRasterPos2f(GLfloat x, GLfloat y);glRasterPos3f(GLfloa

当前光栅位置：
当前光栅位置就是开始绘制下一幅位图/图像的屏幕位置。 //左下角
glRasterPos2f(GLfloat x, GLfloat y);
glRasterPos3f(GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z);
1、4版本中，glWindowsPos*()作为glRasterPos*()的替代品，它用窗口坐标指定当前光栅位置，不必把它的x和y坐标通过
模型视图和投影矩阵进行变换，也不会被裁剪出视口区域。更容易混合使用2D文本和3D图形，而不必再各种变换状态之间反复切换。
glGetFloatv(GLenum pname, GLfloat *params);
//使用GL_CURRENT_RASTER_POSITION为pname获取当前光栅位置。
glGetBooleanv(GLenum pname, GLboolean *params);
//使用GL_CURRENT_RASTER_POSITION_VALUE为pname确定当前光栅位置是否有效。
在设置了光栅位置之后，可以使用glBitmap()绘制位图。
glBitmap(GLsizei width, GLsizei height, GLfloat xorig, GLfloat yorig, GLfloat xmove,
GLfloat ymove, const GLubyte *bitmap); //xmove表示位图光栅化之后光栅位置的x增加值
选择位图的颜色：
glColor*()和glIndex*()设置当前颜色或当前颜色索引，还可以设置状态变量GL_CURRENT_RASTER_COLOR和
GL_CURRENT_INDEX.光栅颜色状态变量是在调用glRasterPos*()时根据当前颜色设置的：
glColor3f(1.0, 1.0, 1.0);
glRasterPos3fv(position);
glColor3f(1.0, 0.0, 0.0);
glBitmap(...); //位图颜色是白色的！！！
OpenGL提供了3个基本的函数来操纵图像数据：
glReadPixels(GLint x, GLint y, GLsizei width, GLsizei height, GLenum format,
GLenum type, GLvoid *pixels);
//从帧缓冲区读取一个矩形像素数组，并把数据保存在内存中。
glDrawPixels(GLsizei width, GLsizei height, GLenum format, GLenum type, const GLvoid *pixels);
//把内存中保存的一个矩形像素数组写入到帧缓存区中由glRasterPos*()指定的当前位置
glCopyPixels(GLint x, GLint y, GLsizei width, GLsizei height, GLenum type);
//把一个矩形像素数组从帧缓冲区的一个部分复制到另一部分，数据不会写入内存
OpenGL所支持的所有像素存储模式都是由glPixelStore*()函数控制的，一般，可以连续几次调用这个函数，成批设置几个参数值。
glPixelStorei(GLenum pname, GLint param);
pname参数值：
GL_UNPACK_SWAP_BYTES: 若FALSE,内存中的字符顺序采用OpenGL客户机自身的方案，否则反转字节顺序
GL_UNPACK_LSB_FIRST：只适合在位图上绘制或读取1位图像，若FALSE(默认)，数据位从字节的最高有效位开始提取。
GL_UNPACK_ROW_LENGTH:
GL_UNPACK_SKIP_ROWS
GL_UNPACK_SKIP_ROWS
GL_UNPACK_ALIGNMENT
GL_UNPACK_IMAGE_HEIGHT
GL_UNPACK_SKIP_IMAGES
像素传输操作：当图像从内存传输到帧缓冲区或者从帧缓冲区传输到内存时，可以更改颜色成分的范围(0.0-1.0),或执行任意的颜色索引或
颜色成分的转换，这种在像素传输期间所执行的转换成为像素传输操作，由glPixelTransfer*()和glPixelMap*()控制。
放大、缩小或翻转图像：
glPixelZoom(GLfloat xfactor, GLfloat yfactor);
//设置像素写入操作glDrawPixels()和glCopyPixels()中x和y方向的缩放因子，负的缩放因子根据当前的光栅位置对图像进行翻转。
颜色矩阵：
从RGB颜色空间转换为CMY颜色空间：
GLfloat rgb2cmy[16] = {
-1, 0, 0, 0,
0, -1, 0, 0,
0, 0, -1, 0,
1, 1, 1, 1
};
glMatrixMode(GL_COLOR);
glLoadMatrixf(rgb2cmy);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
纹理贴图：
glEnable(GL_TEXTURE_2D); // 1D, 2D, 3D, GL_TEXTURE_CUBE_MAP立方图纹理
glGenTextures(GLsizei n, GLuint *textures);
glBindTexture(GLenum target, GLuint texture);
glTexParameteri(GLenum target, GLenum pname, GLint param);
glTexImage2D(GLenum target, GLint level, GLint internalformat, GLsizei width, GLsizei height,
GLint border, GLenum format,GLenum type, const GLvoid *pixels);
gluScaleImage(GLenum format, GLint widthin, GLint heightin, GLenum typein, const void *datain,
GLint widthout, GLint heightout, GLenum typeout, void *dataout);
glCopyTexImage2D(GLenum target, GLint level, GLenum internalFormat, GLint x, GLint y, GLsizei width,
GLsizei height, GLint border);
替换纹理：
glTexSubImage2D(GLenum target, GLint level, GLint xoffset, GLint yoffset, GLsizei width, GLsizei height,
GLenum format, GLenum type, const GLvoid *pixels);
从帧缓冲区中读取一块像素矩形替换一个现有纹理数组的一部分：
glCopyTexSubImage2D(GLenum target, GLint level, GLint xoffset, GLint yoffset, GLint x, GLint y,
GLsizei width, GLsizei height);
mipmap:
当纹理对象迅速远离观察点而去时，在经过一些过滤点时，经过过滤的纹理图像可能出现突然的变化，为了避免这种人工痕迹，可以
指定一系列预先过滤的分辨率递减的纹理图像，称为mipmap。如果不使用mipmap，当纹理映射到更小的物体上时，若物体移动，会闪烁或抖动。
为了使用mipmap, 必须提供全系列的大小为2的整数次方的纹理对象，范围从最大值到1×1纹理单元，例如如果最高分辨率的纹理图像是64*16，
还必须提供大小分别是32*8,16*4,8*2,4*1,2*1,1*1的纹理图像。
可以使用glGenerateMipmap(GLenum target);为与target相关联的纹理图像生成一组完整的mipmap。
若已创建了最高分辨率的mipmap,可使用glutBuild2DMipmaps()创建和定义一系列大小递减的mipmap,直到1*1纹理单元。
计算和加载mipmap层的一个子集，可以调用glutBuild2DMipmapLevels()。
为了控制mipmap层，可以向glTexParameter*()传递GL_TEXTURE_BASE_LEVEL、GL_TEXTURE_MAX_LEVEL、GL_TEXTURE_MIN_LOD
和GL_TEXTURE_MAX_LOD。前两个控制哪些mipmap层被使用，后两个用于控制缩放因子λ的活动范围。
若纹理图像大小64*32，多边形大小8*16，ρ=8.0(取最大值)，λ=3.0.
过滤：
使用glTexParameter*()函数指定放大和缩小过滤方法：
glTexParameteri(GLenum target, GLenum pname, GLint param);
eg: glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
glIsTexture(GLuint texture);判断一个纹理是否处于使用中，texture是由glGenTextures()函数返回的。

可以把纹理图像的颜色与物体表面原先的颜色进行组合：使用glTexEnv*()函数
glTexEnvf(GLenum target, GLenum pname, GLfloat param);
//target必须是GL_TEXTURE_FILTER_CONTROL或GL_TEXTURE_ENV
如果target是GL_TEXTURE_FILTER_CONTROL,pname必须是GL_TEXTURE_LOD_BIAS,param必须是浮点值，作为
mipmap细节层参数的偏移值。
如果target是GL_TEXTURE_ENV,且pname是GL_TEXTURE_ENV_MODE,那么param必须是如下值之一：GL_DECAL,
GL_REPLACE, GL_MODULATE, GL_BLEND, GL_ADD, GL_COMBINE;如果pname是GL_TEXTURE_ENV_COLOR,param就是颜色RGBA数组。
纹理坐标映射：
glTexCoord2f(GLfloat s, GLfloat t); glVertex3f(GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z);
纹理坐标自动生成：
可以使用纹理贴图生成模型的轮廓线，或者模拟具有光泽的模型对任意环境的反射，为了实现这些效果，可以让OpenGL自动生成纹理坐标：
glTexGeni(GLenum coord, GLenum pname, GLint param);
//coord必须是GL_S, GL_T, GL_R, GL_Q; pname取值GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_OBJECT_PLANE, GL_EYE_PLANE
球形纹理：
为了自动生成纹理坐标，对环境纹理贴图提供支持，可使用如下代码：
glTexGeni(GL_S, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_SPHERE_MAP);
glTexGeni(GL_T, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_SPHERE_MAP);
glEnable(GL_TEXTURE_GEN_S);
glEnable(GL_TEXTURE_GEN_T);
立方图纹理：
立方图纹理使用6幅二维纹理图像构成一个以原点为中心的纹理立方体。立方体纹理非常适用于实现环境、反射和光照效果。立方体纹理还可把
纹理环绕到球体上，使纹理单元均匀地分布于各个面上。
可以调用glTexImage2D() 6次，分别使用target参数表示立方体的各个面(+X, -X, +Y, -Y, +Z, -Z)：
glTexImage2D(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_X, 0, GL_RGBA, imageSize, imageSize, 0, GL_RGBA,
GL_UNSIGNED_BYTE, image1);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_NEGATIVE_X, 0, GL_RGBA, imageSize, imageSize, 0, GL_RGBA,
GL_UNSIGNED_BYTE, image4);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_Y, 0, GL_RGBA, imageSize, imageSize, 0, GL_RGBA,
GL_UNSIGNED_BYTE, image2);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_NEGATIVE_Y, 0, GL_RGBA, imageSize, imageSize, 0, GL_RGBA,
GL_UNSIGNED_BYTE, image5);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_Z, 0, GL_RGBA, imageSize, imageSize, 0, GL_RGBA,
GL_UNSIGNED_BYTE, image3);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_NEGATIVE_Z, 0, GL_RGBA, imageSize, imageSize, 0, GL_RGBA,
GL_UNSIGNED_BYTE, image6);
因为立方图纹理所占的内存时普通2D纹理的6倍，所以应把立方图纹理视为一个整体，为它指定纹理参数并创建纹理对象，
而不是为6个面分别指定纹理参数：
glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_WRAP_R, GL_REPEAT);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
启用立方图纹理：
glEnable(GL_TEXTURE_GEN_S);
glEnable(GL_TEXTURE_GEN_T);
glEnable(GL_TEXTURE_GEN_R);
GL_REFLECTION_MAP所使用的计算方式和GL_SPHERE_MAP相同，它非常适用于环境纹理贴图，可替代GL_SPHERE_MAP.
GL_NORMAL_MAP适用于渲染无限远处光源及散射反射的场景
多重纹理的步骤：
1、对于每个纹理单位，建立相关的纹理状态，使用glActiveTexture()更改当前的纹理单位，
调用glGetIntegerv(GL_MAX_TEXTURE_UNITS,...)查询当前OpenGL实现所支持的纹理单位的数量。
2、在指定顶点时，使用glMultiTexCoord*()为每个顶点指定多个纹理坐标，分别用于不同的纹理单位。
1、glActiveTexture(GLenum texUnit);
//选择可以由纹理函数进行修改的当前纹理单位.texUnit是一个符号常量，形式为GL_TEXTUREi
eg:
GLuint texNames[2];
glGenTextures(2, texNames);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texNames[0]);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, 32, 32, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, texels0);
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_WRAP_S, REPEAT);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, REPEAT);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texNames[1]);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, 16, 16, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, texels1);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);

glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
glEnable(GL_TEXTURE_2D);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texNames[0]);
glTexEnvi(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_REPLACE);
glMatrixMode(GL_TEXTURE);
glLoadIdentity();
glTranslatef(0.5f, 0.5f, 0.0f);
glRotatef(45.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
glTranslatef(-0.5f, -0.5f, 0.0f);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glActiveTexture(GL_TEXTURE1);
glEnable(GL_TEXTURE_2D);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texNames[1]);
glTexEnvi(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE);
在第一个纹理单位渲染完成后，这个经过纹理处理的多边形便发送到第二个纹理单位。
保存恢复纹理单位的纹理状态(纹理矩阵状态除外)：
glPushAttrib(GLbitfield mask); glPushClientAttrib(GLbitfield mask); //Pop
2、在多重纹理中，每个顶点只有一组纹理坐标是不够的，需要为每个顶点的每个纹理单位都指定一组纹理坐标，使用glMutiTexCoord*().
eg: //为多重纹理指定顶点
glBegin(GL_TRIANGLES);
glMultiTexCoord2f(GL_TEXTURE0, 0.0, 0.0);
glMultiTexCoord2f(GL_TEXTURE1, 1.0, 0.0);
glVertex2f(0.0, 0.0);
glMultiTexCoord2f(GL_TEXTURE0, 0.5, 1.0);
glMultiTexCoord2f(GL_TEXTURE1, 0.5, 1.0);
glVertex2f(50.0, 100.0);
glMultiTexCoord2f(GL_TEXTURE0, 1.0, 0.0);
glMultiTexCoord2f(GL_TEXTURE1, 1.0, 1.0);
glVertex2f(100.0, 0.0);
glEnd();
使用多重纹理时，指定纹理坐标除了显示调用glMultiTexCoord*()，还可以使用纹理坐标自动生成(glTexGenf();)和
顶点数组(glTexCoordPointer();)。