OpenGL ES 3.0编程指南：第九章. Texturing

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Texture Objects and Loading Textures

纹理应用的第一步就是创建一个纹理对象。纹理对象是一个容器对象，包含着渲染所需的图像数据，过滤模式和wrap模式。在OpenGL ES中，纹理对象用一个无符号整数表示。纹理对象的生成方法如下：

void glGenTextures (GLsizei n, GLuint * textures)

• n : 要创建的纹理对象的个数
• textures : 储存新创建的纹理对象ID的无符号整数数组

新创建的纹理对象是一个空的容器对象，用来加载纹理数据。当应用程序不在需要纹理对象时，需要将它们进行删除：

void glDeleteTextures (GLsizei n, GLuint * textures)

• n : 要删除的纹理对象的个数
• textures :储存要删除的纹理对象ID的无符号整数数组

纹理对象创建之后，需要进行绑定。一旦绑定纹理对象后，后续的操作例如glTexImage2D和glTexParameter都将会影响绑定的纹理对象。绑定纹理对象的方法如下：

void glBindTexture (GLenum target, GLuint texture)

• target : 可取值为
  GL_TEXTURE_2D,
  GL_TEXTURE_3D,
  GL_TEXTURE_2D_ARRAY,
  GL_TEXTURE_CUBE_MAP
• texture : 要绑定的纹理对象

绑定纹理对象之后，下一步就可以加载图像数据了。加载2D纹理和立方图纹理的基础方法是glTexImage2D。另外，在OpenGL ES中，还有其他方法可以指定2D纹理，包括使用不可变纹理（glTexStorage2D）结合glTexSubImage2D的方法。我们这里先介绍基础方法，稍后再介绍不可变纹理。为了获得最佳性能，推荐使用不可变纹理。

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

• target : 可取值为
  GL_TEXTURE_2D,
  立方图的一面，例如 GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_X, GL_TEXTURE_CUBE_MAP_NEGATIVE_X
• level : mip等级。第一级是0，后续递增。
• internalFormat : 纹理储存的内部格式，可以是未确定大小的格式，也可以是确定大小的格式。
  未确定大小的格式可取值为:
  GL_RGBA, GL_RGB,
  GL_LUMINANCE_ALPHA, GL_LUMINANCE,
  GL_ALPHA
  确定大小的格式可取值为：
  GL_R8, GL_R8_SNORM, GL_R16F, GL_R32F,
  GL_R8UI, GL_R16UI, GL_R32UI, GL_R32I,
  GL_RG8, GL_RG8_SNORM, GL_RG16F, GL_RG32F,
  GL_RG8UI, GL_RG8I, GL_RG16UI, GL_RG32UI. GL_ RG32I,
  GL_RGB8, GL_SRGB8, GL_RGB565, GL_RGB8_SNORM,
  GL_R11F_G11F_B10F, GL_RGB9_E5,
  GL_RGB16F, GL_RGB32F,
  GL_RGB8UI, GL_RGB16UI, GL_RGB16I, GL_RGB32UI, GL_RGB32I,
  GL_RGBA8, GL_SRGB8_ALPHA8, GL_RGBA8_SNORM,
  GL_RGB5_A1, GL_RGBA4, GL_RGB10_A2,
  GL_RGBA16F, GL_RGBA32F, GL_RGBA8UI, GL_RGBA8I,
  GL_RGB10_A2UI,
  GL_RGBA16UI, GL_RGBA16I, GL_RGBA32I, GL_RGBA32UI,
  GL_DEPTH_COMPONENT16, GL_DEPTH_COMPONENT24, GL_DEPTH_COMPONENT32F,
  GL_DEPTH24_STENCIL8, GL_DEPTH24F_STENCIL8
• width ： 图像的像素宽度
• height : 图像的像素高度
• border : 这个参数在OpenGL ES中忽略，为了和桌面OpengL兼容才保留，值写0即可
• format : 输入的纹理数据的格式，可取值为
  GL_RED, GL_RED_INTEGER,
  GL_RG, GL_RG_INTEGER,
  GL_RGB, GL_RGB_INTEGER,
  GL_RGBA, GL_RGBA_INTEGER,
  GL_DEPTH_COMPONENT, GL_DEPTH_STENCIL,
  GL_LUMINANCE_ALPHA, GL_ALPHA
• type : 输入的像素数据的类型，可取值为
  GL_UNSIGNED_BYTE, GL_BYTE,
  GL_UNSIGNED_SHORT, GL_SHORT,
  GL_UNSIGNED_INT, GL_INT,
  GL_HALF_FLOAT, GL_FLOAT,
  GL_UNSIGNED_SHORT_5_6_5,
  GL_UNSIGNED_SHORT_4_4_4_4,
  GL_UNSIGNED_SHORT_5_5_5_1,
  GL_UNSIGNED_INT_2_10_10_10_REV,
  GL_UNSIGNED_INT_10F_11F_11F_REV,
  GL_UNSIGNED_INT_5_9_9_9_REV,
  GL_UNSIGNED_INT_24_8,
  GL_FLOAT_32_UNSIGNED_INT_24_8_REV,
  GL_UNSIGNED_SHORT_5_6_5
• pixels : 包含图像的实际像素数据，数据必须包含 width * height 个像素，每一个像素根据format和type有相应的字节数。像素行必须按照用glPixelStorei设置的GL_UNPACK_ALIGNMENTD的方式对齐。

下面看一个具体例子：

GLuint textureId;

// 2 * 2 image, 3 bytes per pixel
GLubyte pixels[4 * 3] = 
{
    255, 0, 0,    // red
    0, 255, 0,    // green
    0, 0, 255,    // blue
    255, 255, 0    // yellow
};

glPixelStorei (GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);

glGenTextures (1, &textureId);

glBindTexture (GL_TEXTURE_2D, textureId);

glTexImage2D (GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, 2, 2, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, pixels);

glTexParameteri (GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
glTexParameteri (GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);

在本例中的开始部分，我们创建了一个2x2的纹理数据，数据的范围是[0, 255] 。在shader中，该数据会由[0,255]映射到浮点范围[0.0, 1.0]。一般情况下，纹理数据通过读取图像文件获得，而不是例子中的这样直接定义。

在本例中调用glTexImage2D方法之前，先调用了glPixelStorei方法设置unpack alignment。当通过glTexImage2D加载纹理数据时，像素行被认定为按照GL_UNPACK_ALIGNMENT的值进行对齐。默认情况下，这个值是4，意味着像素行从4字节的边界开始排列。（意思应该是按照4的整数倍字节数来排列，例如第一个像素有3个字节，占据了1、2、3位置，那么第二个像素也会从第5个字节开始，而不是第4个）本例中，将这个值设为了1，也就意味着紧密排列。

void glPixelStorei (GLenum pname, GLint param)

• pname : 指明要设置的像素储存类型。
  下列选项影响当调用glTexImage2D, glTexImage3D, glTexSubImage2D, glTexSubImage3D时，数据如何从内存中解包（unpack）：
  GL_UNPACK_ROW_LENGTH, GL_UNPACK_IMAGE_HEIGHT,
  GL_UNPACK_SKIP_PIXELS, GL_UNPACK_SKIP_ROWS,
  GL_UNPACK_SKIP_IMAGES, GL_UNPACK_ALIGNMENT
  下列选项影响当调用glReadPixels时，数据如何被打包到内存中（pack）：
  GL_PACK_ROW_LENGTH, GL_PACK_IMAGE_HEIGHT,
  GL_PACK_SKIP_PIXELS, GL_PACK_SKIP_ROWS,
  GL_PACK_SKIP_IMAGES, GL_PACK_ALIGNMENT
• param : 要设置的值

通过glPixelStorei设置的pack和unpack选项，是一个全局状态，不由纹理对象储存或关联。实际上，在声明纹理时，除了GL_UNPACK_ALIGNMENT，其他选项很少用到。下表是对所有选项的一个说明：

在本例的最后一部分，是通过glTexParameteri将缩小和放大过滤模式设为GL_NEAREST。这部分代码是必须的，因为我们没有为纹理加载完整的mipmap链，所以必须选择一个非mipmap的缩小过滤器。纹理过滤和mipmap的更多细节将在下节进行介绍。