12.1 基本步驟

    計算機三維圖形通過給面貼紋理來表現表面細節。OpenGL預設設定是關閉貼紋理的，所以必須先用命令開啟紋理計算。OpenGL體系內有一塊紋理記憶體，在有硬體加速的情況下，可能是位於顯示卡的VRAM裡，否則會是OpenGL庫管理的一塊記憶體。在這個紋理記憶體裡圖片是以特定的內部格式儲存的，有的顯示卡還支援壓縮紋理技術，所以將紋理畫素從應用程式記憶體傳到紋理記憶體需要進行格式轉換。這在OpenGL中是通過分別描述畫素在應用程式記憶體和紋理記憶體的格式來完成的，真正轉換工作OpenGL會在內部完成。OpenGL術語稱應用程式記憶體讀出畫素的過程為解碼(UNPACK)

，而向紋理記憶體寫畫素的過程為編碼(PACK)。用glPixelStore*(GL_[UN]PACK_*,引數值);命令設定編碼[解碼]格式。對於貼紋理過程我們只需關心解碼過程。如今的顯示卡通常都有比較大的視訊記憶體，其中有一部份是專門的紋理儲存區，有的卡還可以將最多64M系統記憶體對映為紋理記憶體，所以我們有可能把經常要用的紋理就保留在紋理記憶體裡以提高程式效能。
　　紋理對映是一個相當複雜的過程，這節只簡單地敘述一下最基本的執行紋理對映所需的步驟。基本步驟如下：
　　1）定義紋理(glGenTextures()、glBindTexture())、2）控制紋理（glTexParameteri()）、3）說明紋理對映方式(glTexEnv)、4）繪製場景，給出頂點的紋理座標和幾何座標。
　　注意：紋理對映只能在RGBA方式下執行，不能運用於顏色表方式。下面舉出一個最簡單的紋理對映應用例子：

       注意：紋理影象必須是2的N次冪，紋理影象的寬高比必須是（2的n次冪：1）。因為在mipmap技術中，小的紋理圖通常是通過對最大的紋理圖進行濾波處理得到的，每個紋素的值時一個紋理圖中4個相應紋素的平均值。但是讓美工做出2次方紋理，並且整張圖的空間利用率要高，是很難的。

　　例12-1 簡單紋理對映應用例程（texsmpl.c）

1. #include <GL/gl.h>
2. #include <GL/glu.h>
3. #include <GL/glaux.h>
4. #pragma comment(lib, "OpenGL32.lib")
5. #pragma comment(lib, "GLU32.lib")
6. #pragma comment(lib, "GlAux.lib")
7. void myinit(void);  
8. void makeImage(void);  
9. void CALLBACK myReshape(GLsizei w, GLsizei h);  
10. void CALLBACK display(void);  
11. /* 建立紋理 */
12. #define ImageWidth 64
13. #define ImageHeight 64
14. GLubyte Image[ImageWidth][ImageHeight][3];  
15. void makeImage(void)  
16. {  
17.     int i, j, r,g,b;  
18.     for (i = 0; i < ImageWidth; i++)  
19.     {  
20.         for (j = 0; j < ImageHeight; j++)  
21.         {  
22.             r=(i*j)%255;  
23.             g=(4*i)%255;  
24.             b=(4*j)%255;  
25.             Image[i][j][0] = (GLubyte) r;  
26.             Image[i][j][1] = (GLubyte) g;  
27.             Image[i][j][2] = (GLubyte) b;  
28.         }  
29.     }  
30. }  
31. void myinit(void)  
32. {  
33.     glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0);  
34.     glEnable(GL_DEPTH_TEST);  
35.     glDepthFunc(GL_LESS);  
36.     makeImage();  
37.     glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);  
38.     /* 定義紋理 */
39.     glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, 3, ImageWidth,  
40.     ImageHeight, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, &Image[0][0][0]);  
41.     /* 控制濾波 */
42.     glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP);  
43.     glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP);  
44.     glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);  
45.     glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);  
46.     /* 說明對映方式*/
47.     glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_DECAL);  
48.     /* 啟動紋理對映 */
49.     glEnable(GL_TEXTURE_2D);  
50.     glShadeModel(GL_FLAT);  
51. }  
52. void CALLBACK display(void)  
53. {  
54.     glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);  
55.     /* 設定紋理座標和物體幾何座標 */
56.     glBegin(GL_QUADS);  
57.     glTexCoord2f(0.0, 0.0); glVertex3f(-2.0, -1.0, 0.0);  
58.     glTexCoord2f(0.0, 1.0); glVertex3f(-2.0, 1.0, 0.0);  
59.     glTexCoord2f(1.0, 1.0); glVertex3f(0.0, 1.0, 0.0);  
60.     glTexCoord2f(1.0, 0.0); glVertex3f(0.0, -1.0, 0.0);  
61.     glTexCoord2f(0.0, 0.0); glVertex3f(1.0, -1.0, 0.0);  
62.     glTexCoord2f(0.0, 1.0); glVertex3f(1.0, 1.0, 0.0);  
63.     glTexCoord2f(1.0, 1.0); glVertex3f(2.41421, 1.0, -1.41421);  
64.     glTexCoord2f(1.0, 0.0); glVertex3f(2.41421, -1.0, -1.41421);  
65.     glEnd();  
66.     glFlush();  
67. }  
68. void CALLBACK myReshape(GLsizei w, GLsizei h)  
69. {  
70.     glViewport(0, 0, w, h);  
71.     glMatrixMode(GL_PROJECTION);  
72.     glLoadIdentity();  
73.     gluPerspective(60.0, 1.0*(GLfloat)w/(GLfloat)h, 1.0, 30.0);  
74.     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);  
75.     glLoadIdentity();  
76.     glTranslatef(0.0, 0.0, -3.6);  
77. }  
78. void main(void)  
79. {  
80.     auxInitDisplayMode (AUX_SINGLE | AUX_RGBA);  
81.     auxInitPosition (0, 0, 500, 500);  
82.     auxInitWindow (_T("Simple Texture Map"));  
83.     myinit();  
84.     auxReshapeFunc (myReshape);  
85.     auxMainLoop(display);  
86. }  

圖12-1 簡單紋理對映

　　以上程式執行結果是將一塊紋理對映到兩個正方形上去。這兩個正方形都是按透視投影方式繪製，其中一個正對觀察者，另一個向後傾斜45度角。圖形的紋理是由函式makeImage()產生的，並且所有紋理對映的初始化工作都在程式myinit()中進行。由glTexImage2d()說明了一個全解析度的影象，其引數指出了影象的尺寸、影象型別、影象位置和影象的其它特性；下面連續呼叫函式glTexParameter*()說明紋理怎樣纏繞物體和當象素與紋理陣列中的單個元素（texel，暫稱紋素）不能精確匹配時如何過濾顏色；接著用函式glTexEnv*()設定畫圖方式為GL_DECAL，即多邊形完全用紋理影象中的顏色來畫，不考慮多邊形在未被紋理對映前本身的顏色；最後，呼叫函式glEnable()啟動紋理對映。子程式display()畫了兩個正方形，其中紋理座標與幾何座標一起說明，glTexCoord*()函式類似於glNormal*()函式，不過它是設定紋理座標，之後任何頂點都把這個紋理座標與頂點座標聯絡起來，直到再次呼叫 glTexCoord*()改變當前紋理座標。

12.2、紋理定義

　　12.2.1 二維紋理定義的函式

　　void glTexImage2D(GLenum target,GLint level,GLint internalFormat,
　　　　　　　　　　　GLsizei width, glsizei height,GLint border,
　　　　　　　　　　　GLenum format,GLenum type, const GLvoid *pixels);

    引數 target 是 GL_TEXTURE_2D （二維紋理) 或 GL_PROXY_TEXTURE_2D （二維代理紋理), 代理紋理暫且不提。

       引數 level 指定了紋理對映細節的級別，用在mipmap中。基本的紋理影象級別為0，在後面的mipmap部分講解
　    引數 internalFormat 指定了紋理儲存在視訊記憶體中的內部格式,取值在下表。為相容 OpenGL1.0 internalFormat 可以取值 1，2，3，4 分別對應常量 LUMINANCE, LUMINANCE_ALPHA,  RGB,  RGBA。

格式	註解
GL_ALPHA	Alpha 值
GL_DEPTH_COMPONENT	深度值
GL_LUMINCE	灰度值
GL_LUMINANCE_ALPHA	灰度值和 Alpha 值
GL_INTENSITY	亮度值
GL_RGB	Red, Green, Blue三原色值
GL_RGBA	Red, Green, Blue 和Alpha 值

　　引數width和height給出了紋理影象的長度和寬度，引數border為紋理邊界寬度，它通常為0，width和height必須是2m+2b，這裡m是整數，長和寬可以有不同的值，b是border的值。紋理對映的最大尺寸依賴於OpenGL，但它至少必須是使用64x64（若帶邊界為66x66），若width和height設定為0，則紋理對映有效地關閉。
　　接下來的三個引數主要定義了影象資料的格式。引數 Format 指定了紋理儲存在視訊記憶體中的內部格式。引數 format 定義了影象資料陣列 texels 中的格式。可以取值如下：

格式	註解
GL_COLOR_INDEX	顏色索引值
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