OpenGL-纹理(下)

作者: tp夕阳武士 | 来源:发表于2020-03-23 18:43 被阅读0次

OpenGL-纹理(下)
OpenGL-纹理的初步应用
OpenGL-纹理
OPenGL-纹理
OpenGL-基础纹理
OpenGL-纹理隧道
OpenGL-载入纹理
OpenGL-纹理压缩
五、OpenGL-纹理
OpenGL纹理案例-球体世界

1.关于mipmap的解释

mipmap一词出自Lance Willianms 的论文<<Pyramidal Parametrics>>--1983年,mip -> multum in parvo "在一个小城区的很多种东西"。mipmap技术使用了一些聪明的做法将图像数据打包到内存中。
OpenGL 在使用 mipmap时会自动判断当前使用的纹理贴图是那个层级,这是基于被映射物体的尺寸(以像素为单位)决定的,通过这种做法,我们可以根据纹理贴图的细节层次(level of detail),找到当前会知道屏幕的最合适图像,如果物体变得更小,那么纹理贴图层次也会的尺寸也会减小,mipmap需要一些额外的计算和纹理存储的区域。如果我们不使用mipmap的话，纹理被映射到较小的物体上之后可能会出现闪烁现象。
在介绍OpenGL mipmap的时候，并没有讨论纹素尺寸之间的缩放参数，此外还假设mipmap的所有参数都使用了默认值。

mipmap简单来说就是一些列的纹理图像，后一个纹理图像是前一个纹理图像的1/4,知道最后一个图的像素是1*1d的时候停止。多级渐远背后的原理就是：观察者距离物体超过一定的阈值，OpenGL会使用不同的多级渐远纹理，即最适合物体的距离的那个。由于距离远，解析度不高也不会被用户注意到。

下图就是简单展示了一下渐远纹理的样子：

image.png

图中1，2，3区域距离观察者越来越远。

1.1mipmap技术解决了那些问题

解决了大纹理使用在小物体上的时候的闪烁问题；
当屏幕中的物体表面比使用的纹理小很多的时候，会发生闪烁的现象，mipmap解决了这个问题；
性能问题
夹在大量内存，并对它们进行过滤处理，但屏幕只显示很少的一部分片段的时候，纹理越大，占用的内存就越多，这个问题就会越严重。

这两个问题看似可以使用同样样式的更小的纹理来解决，但是当观察者与物体距离靠近的时候，物体表面就会被渲染得更大，这样就会导致纹理不得不拉伸，从而形成了视觉模糊或者􏴪􏴫􏴈􏱊􏰨􏰩􏴬􏳼􏳽􏱍斑驳状纹理的现象；

1.2 设置纹理参数-mipmap参数

//void glTexParameteri(...); 使用这个方法设置纹理参数

//设置mip贴图基层
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_BASE_LEVEL,0);

//设置mip贴图最大层
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAX_LEVEL,0);

我们虽然可以通过设置GL_TEXTURE_BASE_LEVEL和GL_TEXTURE_MAX_LEVEL来设置那些mip层被加载到屏幕上，但是我们仍然需要使用GL_TEXTURE_MIN_LOAD 和 GL_TEXTURE_MAX_LOAD来限制已经加载的mip层的使用范围。

1.3 什么时候生成mip贴图？

只有minFilter等于下面四种模式的时候才可以生成mip贴图：

参数值	解释
GL_ENAREST	在mip基层上使用临近过滤
GL_LINEAR	在mip基层上使用线性过滤
GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST	在最临近的mip层，执行临近过滤（具有非常好的性能，且闪烁现象非常弱）
GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR	mip层之间执行线性插补，并执行临近过滤
GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST	在最临近的mip层使用线性过滤（常用于游戏加速，使用了高质量是线性过滤器）
GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR	在mip层之间执行线性插补，并执行线性过滤，有称为三线性mip贴图，具有最高精度

///设置缩小过滤方式
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,minFilter);

//判断缩小过滤方式：
if (minFilter == GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST || 
    minFilter == GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST ||
    minFilter == GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR ||
    minFilter == GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR)
{

     // 纹理生成所有的mip层 参数：1D/2D/3D
    glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D); 

   //void glGenerateMipmap(GLenum target)；
  // 这个函数为纹理生成一组完整的mipmap图层；
}

2. 各向异性过滤

当我们给一个几何图形纹理贴图的时候，如果它的观察视角刚好垂直于这个几何面，那么这个纹理贴图的过程是最完美的。

image.png
当观察角度倾斜时，对周围纹理进行采样，会导致一些纹理信息丢失，从而看上去会很模糊。
为了更加逼真和准确的采样，应该沿着包含纹理的平面进行延伸，如果我们进行处理纹理过滤时，考虑观察角度，那么这个方式就叫做 各向异性过滤。
在mip纹理贴图过滤模型中，或者其他所有的基本纹理过滤，我们可以应用各向异性过滤；

2.1应用各向异性过滤的步骤

1.查询得到支持各向异性过滤的最大数量，调用 glFloatv()函数，并使用GL_MAX_TEXTURE_MAX_ANISOTROPY_EXT参数，获得最大支持数量
2.􏱤􏱥􏱏􏱐􏲱􏰶 调用glTexParameterf(...)方法，使用GL_TEXTURE_MAX_ANISOTROPY_EXT参数，设置各向异性过滤数据：

case 6:
    //设置各向异性过滤
GLfloat fLargest;
//获取各向异性过滤的最大数量
glGetFloatv(GL_MAX_TEXTURE_MAX_ANISOTROPY_EXT, &fLargest);
//设置纹理参数(各向异性采样)
glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAX_ANISOTROPY_EXT, fLargest);
break;

case 7:
 //设置各向同性过滤，数量为1.0表示(各向同性采样)
glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAX_ANISOTROPY_EXT, 1.0f);
break;