為了加快渲染速度和減少紋理鋸齒，貼圖被處理成由一系列被預先計算和優化過的圖片組成的檔案，這樣的貼圖被稱為Mipmap。

使用DirectX Texture Tool（DX自帶工具）預生成Mipmap Chain

Original Mip1 Mip2 Mip3 Mip4 Mip5 Mip6 Mip7 Mip8
256x256 128x128 64x64 32x32 16x16 8x8 4x4 2x2 1x1

（1）Mipmap寬高值不一定要相等，但需要為2的n次冪，最低精度為1x1

（2）從原始高精度的Mipmap寬高減半，逐級生成低精度的Mipmap層級；所有低精度層級加起來，會增加1/3儲存空間的佔用       

      ① Mipmap貼圖檔案佔用更多硬碟空間     -- 解決方法：使用dds進行壓縮儲存
      ② Mipmap紋理佔用更多記憶體、視訊記憶體空間

DDS檔案

DDS（DirectDraw Surface）：一種使用S3 Texture Compression (S3TC，sometimes also called DXTn or DXTC)演算法來壓縮儲存Mipmap層級的資料格式，

DXTn（DXT1、DXT2、DXT3、DXT4及DXT5）演算法可被GPU硬體解壓縮，這也使得DDS檔案被廣泛用來儲存紋理資料，其中DXT2與DXT4為過渡演算法，用得不多。

當然，DDS也可儲存不具有mipmap級別、及未壓縮的畫素格式的紋理貼圖。

DirectX Texture Tool工具也可以編輯DDS檔案的DXT壓縮方式；關於DXT的更多資訊可參考：DXT 圖片壓縮  

影象重取樣插值演算法簡介

Adobe PhotoShop CS6在影象縮放時，提供了以上三種演算法供使用者選擇:

D3D9中使用Mipmap

① 載入Mipmap貼圖檔案到記憶體

<span style="font-family:Verdana;">void* MipData[MAX_TEXTURE_MIP_COUNT];
LoadMipmapFile(“Maya_Basho_A_Leaf_sm_D.dds”, &MipData);</span>

IDirect3DTexture9 * pMipMap;
// 第3個引數 5 表示從256向下生成5個Mipmap層級（含256）；該引數為0表示使用D3D來生成所有層級的Mipmap
m_pD3DDevice->CreateTexture(256, 256, 5, 0, D3DFMT_R8G8B8, D3DPOOL_MANAGED, &pMipMap);
for( INT MipIndex=0; MipIndex<5; MipIndex++ )
{
    D3DLOCKED_RECT LockedRect;
    pMipMap->LockRect( MipIndex, &LockedRect, NULL, D3DLOCK_NOSYSLOCK );
    GetTexDataFromMipData( MipData, MipIndex, LockedRect.pBits, LockedRect.Pitch );
    pTexture->UnlockRect( MipIndex ); 
}

m_pD3DDevice->SetTexture(SamplerIdx, pMipMap);
Direct3DDevice->SetSamplerState(SamplerIdx,D3DSAMP_ADDRESSU, D3DTADDRESS_CLAMP);
Direct3DDevice->SetSamplerState(SamplerIdx,D3DSAMP_ADDRESSV, D3DTADDRESS_MIRROR);
Direct3DDevice->SetSamplerState(SamplerIdx,D3DSAMP_ADDRESSW, D3DTADDRESS_WRAP);
Direct3DDevice->SetSamplerState(SamplerIdx,D3DSAMP_MAGFILTER, D3DTEXF_LINEAR);
Direct3DDevice->SetSamplerState(SamplerIdx,D3DSAMP_MINFILTER, D3DTEXF_ANISOTROPIC);
Direct3DDevice->SetSamplerState(SamplerIdx,D3DSAMP_MIPFILTER, D3DTEXF_POINT);
Direct3DDevice->SetSamplerState(SamplerIdx,D3DSAMP_MIPMAPLODBIAS, 1);// Mipmap層級向高精度偏移1個層級
Direct3DDevice->SetSamplerState(SamplerIdx,D3DSAMP_MAXANISOTROPY, 4);// 最大異性取樣閾值設定為4

紋理地址模式

紋理座標uv的範圍為：[0, 1] x [0, 1] 。若頂點u和v大於1或小於0時，則需要用相應的紋理地址模式來定址，以確定該頂點所應採用的紋理畫素顏色值。

常用紋理地址模式有：包裹模式（Wrap）  映象模式（Mirror）  夾子模式（Clamp）。

紋理對映

定義：使用uv座標將紋理畫素(texel)對映到螢幕畫素(pixel)的過程。 

紋理過濾

由於相機不一定正對著物體，以及透視投影為非正交投影，紋理並不會1：1的投影到物體表面並最終呈現到實際的螢幕畫素上。

當最後呈現到螢幕中的尺寸比紋理實際尺寸大的時候，此時需要對紋理進行放大(Texture Magnification)，反之需要縮小(Texture Minification)。

紋理放大采樣的時候如果不經處理，則會出現馬賽克等方塊等情況，如果紋理縮小取樣的時候不經處理，那麼就會產生紋理鋸齒。因此，紋理過濾就變得非常必要。

從上影象素點被縮放的程度上看，當螢幕畫素(pixel)：紋理畫素(texel)為n：1時，則進行紋理放大；為1：n時，則進行紋理縮小。 注：n>1

紋理過濾演算法

各向同性：螢幕畫素(pixel)在u、v方向上使用相同精度紋理畫素(texel)

各向異性：螢幕畫素(pixel)在u、v方向上使用不同精度紋理畫素(texel)

MIPFILTER說明

① 為D3DTEXF_NONE，表示不使用MipMap

② 為D3DTEXF_POINT，在一層Mipmap進行紋理取樣

③ 為D3DTEXT_LINEAR，在兩層Mipmap進行紋理取樣，然後在兩層之間做線性融合，因此在不同層級的Mipmap之間有更好地過度

Mipmap層級選擇 -- 各向同性

① 計算得到對映比【螢幕畫素(pixel)：紋理畫素(texel)】最小P(min)的螢幕畫素點A

② 計算畫素點A的uv在螢幕空間的對應方向，並沿著該方向得到螢幕畫素區域的最小外接平行四邊形MNOP

③ 計算n=Min{m=x*P(min)(u), n=y*P(min)(v)}   注：x、y為平行四邊形MNOP的u、v對應方向上的邊長；m、n為u、v方向的紋理畫素值

④ 通過n<=h && Min{h1, h2, ...}條件，得到MIPFILTER=D3DTEXF_POINT的Mipmap層級L（上圖中為: 64）

⑤ 若MIPFILTER=D3DTEXF_LINEAR，除了選擇層級L外，還要選擇L低一級的Mipmap層級（上圖中為: 32）

Mipmap層級選擇 -- 各向異性

① 計算得到對映比【螢幕畫素(pixel)：紋理畫素(texel)】最大P(max)的螢幕畫素點A

② 計算畫素點A的uv在螢幕空間的對應方向，並沿著該方向得到螢幕畫素區域的最小外接平行四邊形MNOP

③ 計算m=Max{m=x*P(max)(u), n=y*P(max)(v)}   注：x、y為平行四邊形MNOP的u、v對應方向上的邊長；m、n為u、v方向的紋理畫素值

④ 通過m<=w && Min{w1, w2, ...}條件，得到MIPFILTER=D3DTEXF_POINT的Mipmap層級L（上圖中為: 256）

⑤ 若MIPFILTER=D3DTEXF_LINEAR，除了選擇層級L外，還要選擇L低一級的Mipmap層級（上圖中為: 128）

各向異性紋理取樣（以MIPFILTER=D3DTEXF_POINT為例）

① 根據上面“Mipmap層級選擇 -- 各向異性”的規則，得到Mipmap層級L: 256

② 計算任意畫素點K的uv在螢幕空間的對應方向，並沿著該方向得到螢幕畫素區域的最小外接平行四邊形MNOP

③ 分別計算uv方向的紋理畫素值 m=x*P(k)(u), n=y*P(k)(v)   注：x、y為平行四邊形MNOP的u、v對應方向上的邊長

④ 分別計算S(u)=Min{MaxAnisotropy, L/m}，S(v)=Min{MaxAnisotropy, L/n}

⑤ 對S(u)，S(v)進行四捨五入取整 （上圖中為: S(u)=2 S(v)=4）

⑥ 螢幕畫素K對應紋理畫素點所在的2x4的區域內取樣，併線性插值計算螢幕畫素K的顏色值

最大MaxAnisotropy閾值

(1) 使用DirectX Caps Viewer檢視顯示卡的MaxAnisotropy閾值 

(2) 另外要注意控制面板中的顯示卡全域性設定（① 是否由3D應用程式決定  ②若由顯示卡決定，看看MaxAnisotropy設定大小）

不同MaxAnisotropy效果對比

MaxAnisotropy設定得越大，遠處的畫面細節保留得越多（上圖中離視點越遠的地方，各向異性程度越高）

常用的紋理過濾引數組合

① 取樣數可以反映出演算法的複雜度：取樣數越大，耗費的計算越多

① Point、Bilinear、Trilinear畫面效果基本差不多；細看的話，Trilinear > Bilinear > Point，Trilinear在Mipmap層級間過渡更自然平滑些

② AnisotropicLinear效果最好，在Mipmap層級間過渡方面要好於AnisotropicPoint，不過基本上看不出來AnisotropicPoint與AnisotropicLinear的差別了

參考