1.理解紋理

OpenGL中的紋理可以用來表示影象，照片，甚至由一個數學演算法生成的分形資料。每個二維的紋理都由許多小的紋理元素組成，它們是小塊的資料，類似於我們前面討論過的片段和畫素。要使用紋理，最常用的方式是直接從一個影象檔案載入資料。

每個二維紋理都有其自己的座標空間，其範圍是從一個拐角的（0，0）到另一個拐角的（1，1）。按照慣例，一個維度叫做S，而另一個稱為T。當我們想要把一個紋理應用於一個三角形或一組三角形的時候，我們要為每個頂點指定一組ST紋理座標，以便OpenGL知道需要用那個紋理的哪個部分畫到每個三角形上。這些紋理座標有時也會被稱為UV紋理座標。如圖：

圖1 OpenGL二維紋理座標

對一個OpenGL紋理來說，它沒有內在的方向性，因此我們可以使用不同的座標把它定向到任何我們喜歡的方向上。然而，大多數計算機影象都有一個預設的方向，它們通常被規定為Y軸向下，Y的值隨著向影象的底部移動而增加。只要我們記住，如果想用正確的方向觀察影象，那紋理座標就必須要考慮這點，這就不會給我們帶來任何麻煩。

在標準OpenGL ES 2.0中，紋理不必是正方形，但是每個維度都應該是2的冪（POT）。這就意味著每個維度都是這樣的一個數字，如128，256，512等。這樣規定的原因在於非POT紋理可以被使用的場合非常有限，而POT紋理使用於各種情況。

紋理的尺寸也有一個最大值，它根據不同的實現而變化，但是通常都比較大，比如2048*2048。

2.理解紋理過濾

當紋理的大小被擴大或者縮小時，我們還需要使用紋理過濾明確說明會發生什麼。當我們在渲染表面上繪製一個紋理時，那個紋理的紋理元素可能無法精確地對映到OpenGL生成的片段上。有兩種情況：縮小和放大。當我們盡力把幾個紋理元素擠進一個片段時，縮小就發生了；當我們把一個紋理元素擴充套件到許多片段時，方法就發生了。針對每一種情況，我們可以配置OpenGL使用一個紋理過濾器。

首先，講述兩個基本的過濾模式：最近鄰過濾和雙線性插值。還有其他的過濾模式，以後的博文會講解。我們會使用下面的影象闡述每一種過濾模式。

最近鄰過濾

這個方式為每個片段選擇最近的紋理元素。當我們放大紋理時，它的鋸齒效果看起來相當明顯，如下圖所示。

每個紋理單元都清楚的顯示為一個小方塊。

當我們縮小紋理時，因為沒有足夠的片段用來繪製所有的紋理單元，許多細節將會丟失。

雙線性過濾

雙線性過濾使用雙線性插值平滑畫素之間的過渡，而不是為每個片段使用最近的紋理元素，OpenGL會使用四個鄰接的紋理元素，並在它們之間用一個線性插值演算法做插值，這個演算法與前面所講的平滑坐在著色一樣。我們之所以稱它為雙線性插值，是因為它是沿著兩個維度插值的。下面是使用雙線性差值放大後的影象，它採用的紋理與前面的相同。

這個紋理現在看起來比以前平滑多了。但還是有些鋸齒顯現出來，因為我們把這個紋理擴充套件得太多，但是鋸齒不像使用最近鄰過濾那麼明顯。

MIP貼圖

儘管雙線性過濾很適合處理放大，但是對於縮小到超過一定的大小時，它就不好用了。一個紋理在渲染表面所佔大小減少得越多，就會有越多的紋理元素擁擠到每一個片段上。因為OpenGL的雙線性過濾只給每個片段使用四個紋理元素，我們將會丟失很多細節。因為每一幀都要選擇不同的紋理元素，這還會引起噪音以及移動中的物體閃爍。

為了克服這些缺陷，可以使用MIP貼圖技術，它可以用來生成一組優化過的不同大小的紋理。當生成這組紋理的時候，OpenGL會使用所有的紋理元素生成每個級別的紋理，當過濾紋理時，還要確保所有的紋理元素都能被使用。在渲染時，OpenGL會根據每個片段的紋理元素數量為每個片段選擇最合適的級別。

下圖是一組MIP貼圖的紋理，把它們合併在一當個圖上是為了方便對比。

圖2 MIP貼圖的紋理

使用MIP貼圖，會佔用更多的記憶體，但是渲染也會更快，這是因為較小級別的紋理在GPU的紋理快取中佔用較少的空間。

為了更好地理解MIP貼圖是如何提高縮小情況下的質量，我們比較一下那個可愛的機器人，使用雙線性過濾把紋理元素尺寸縮小到其原來的12.5%，如下圖：

圖3 使用雙線性過濾縮小

就這種質量，可能還不如最近鄰過濾。看一下當我們加入MIP貼圖時會得到什麼。如下圖：

圖4 使用MIP貼圖縮小

隨著MIP貼圖的使用，OpenGL將選擇最合適的紋理級別，然後用優化過的紋理做雙線性插值。每個級別的紋理都是用來自所有紋理元素的資訊構建的，因此得到的圖形看起來更好些，保留了更多的細節。

三線性過濾

如果OpenGL在不同的MIP貼圖級別之間來回切換，當我們用雙線性插值來使用MIP貼圖時，在其渲染的場景中，在不同級別的MIP貼圖切換時，我們有時候能看到明顯的跳躍或者線條。我們可以切換到三線性插值，這樣，每個片段總共要使用8個紋理元素插值。這有助於消除每個MIP貼圖級別之間的過渡，並且得到一個更平滑的影象。

3.程式中紋理引數表

方法GLES20.glTextParameteri(GL_TEXTURE_2D，GL_TEXTURE_MAX_FILTER，“紋理過濾模式”)；第二個引數指放大的情況。

方法GLES20.glTextParameteri(GL_TEXTURE_2D，GL_TEXTURE_MIN_FILTER，“紋理過濾模式”)；第二個引數指縮小的情況。

第一個引數是告訴OpenGL這應該被作為一個二維紋理對待。

表1 OpenGL紋理過濾模式

表2 每種情況允許的紋理過濾模式