关于DNF的多媒体包NPK文件的那些事儿（8） - DNF里的DDS图像

DDS是DirectDraw Surface的缩写，实际上，它是DirectX纹理压缩（DirectX Texture Compression，简称DXTC）的产物。DDS文件的纹理压缩有很多方式，除了常见的DXTn外，也支持Mipmap, Cubemap, 和volume maps等更多的格式，但后者不会在这里介绍。

DDS文件数据包含一个固定128字节的DDS文件头（不包含DXT10，DXT10还需要20字节的扩展头，这里不讨论）和图像数据。DDS文件头的格式如下：

dwMagic	4字节 1双字	DDS文件标识，固定为“DDS ”（有个空格）， 即0x20534444。
dwSize	4字节 1双字	DDS文件头大小（不包括标识的4字节），因此固定为124，即0x7C。
dwFlags	4字节 1双字	DDS文件标志位。有8个位有效（标☆的表示DNF中DDS文件所需要的标志位）： 0x00000001：☆每个DDS文件都必须有。 0x00000002：☆每个DDS文件都必须有。 0x00000004：☆每个DDS文件都必须有。 0x00000008：若纹理数据是非压缩，该位为1。 0x00001000：☆每个DDS文件都必须有。 0x00020000：若为Mipmap，该位为1。 0x00080000：☆若纹理数据是压缩的，该位为1。 0x00800000：若纹理具有深度数据（适用于volume maps），该位为1。 DNF里所有DDS文件的标志位均为0x0081007。
dwHeight	4字节 1双字	图像高度（以像素为单位，一般是4的倍数）
dwWidth	4字节 1双字	图像宽度（以像素为单位，一般是4的倍数）
dwPitchOrLinearSize	4字节 1双字	对非压缩数据表示一行像素所需要的字节数； 对压缩数据则表示整个图像数据的字节数。 DNF里为后者。
dwDepth	4字节 1双字	纹理具有深度数据时，表示纹理的深度。DNF里无用，固定为0。
dwMipMapCount	4字节 1双字	Mipmap层数，适用于Mipmaps。DNF里无用，固定为0。
dwReserved1[11];	44字节 11双字	官方用作保留位，但DNF里此字段第10个和第11个双字分别为0x5454564E （“NVTT”字符串）和0x20008，并不明白其用途，估计是作为签名或者另 一个标识符。
ddspf	32字节 8双字	DDS像素格式，是一个含有8个双字的结构体，将在下文中描述。
dwCaps	4字节 1双字	此字段用于指定纹理存储的复杂度，有3个位有效（标☆的表示DNF中DDS 文件所需要的标志位） 0x00000008：复杂纹理（采用Mipmaps或Cubemap）。 0x00001000：☆纹理，每个DDS文件都必须有。 0x00400000：Mipmap格式。
dwCaps2	4字节 1双字	此字段用于指定纹理存储的额外事项，包括Cubemap和Volume map的一些信息。 DNF里无用，固定为0.
dwCaps3	4字节 1双字	官方用作保留位，DNF里为0。
dwCaps4	4字节 1双字	官方用作保留位，DNF里为0。
dwReserved2	4字节 1双字	官方用作保留位，DNF里为0。

       DDS像素格式是个含有8个双字/32个字节的结构体，其含义如下：

dwSize	4字节 1双字	这个结构体的字节数，也就是32（0x20）
dwFlags	4字节 1双字	DDS图像数据格式。有6个位有效（标☆的表示DNF中DDS文件所需要的标志位）： 0x00000001：纹理包含透明通道，非压缩数据适用。 0x00000002：某些旧的DDS文件才用的上。 0x00000004：☆采用压缩数据，格式由FourCC决定。 0x00000040：纹理包含RGB通道，非压缩数据适用。 0x00000200：某些旧的DDS文件才用的上。 0x00020000：某些旧的DDS文件才用的上。 DNF里有所DDS文件该字段均为0x4。
dwFourCC	4字节 1双字	当采用压缩数据时此字段才有效，可以是： 0x31545844：字符串DXT1，表示采用DXT1压缩。 0x32545844：字符串DXT2，表示采用DXT2压缩。 0x33545844：字符串DXT3，表示采用DXT3压缩。 0x34545844：字符串DXT4，表示采用DXT4压缩。 0x35545844：字符串DXT5，表示采用DXT5压缩。 DNF采用的是压缩数据，一般是DXT1/3/5。
dwRGBBitCount	4字节 1双字	当采用非压缩数据时此字段才有效，表示一个像素的RGB（估计也有透明通道） 所包含的位数。DNF里无用，为0。
dwRBitMask	4字节 1双字	当采用非压缩数据时此字段才有效，表示R通道掩码。DNF里无用，为0。
dwGBitMask	4字节 1双字	当采用非压缩数据时此字段才有效，表示G通道掩码。DNF里无用，为0。
dwBBitMask	4字节 1双字	当采用非压缩数据时此字段才有效，表示B通道掩码。DNF里无用，为0。
dwABitMask	4字节 1双字	当采用非压缩数据时此字段才有效，表示透明通道掩码。DNF里无用，为0。

 

在DDS图像中，一般以4×4像素作为一个“块”为单位来进行压缩处理的。不同的DXT格式对块的压缩的方式也不同，压缩效果也不同。

注：DXTn中均以2字节表示一个颜色，采用RGB565的存储方式，即如下图所示：

       DXT1采用8字节（2个双字）来表示一个块，因此针对ARGB8888像素的压缩比是8:1。其原理是取这个块中两个颜色点（最大值和最小值）为关键色，然后通过线性插值的方式算出其他中间色，然后通过插值索引的方式确定每个像素使用的是哪种颜色。

       DXT1中，前两个字节表示颜色1（color1），第三第四个字节表示颜色2（color2），剩下4个字节表示16个像素的所有的插值索引，也就是说每个像素有2位作为插值索引，因此每个像素的插值索引的取值为0到3（如下图所示）。

       当关键色color1>color2时，表示该块不采用透明度存储，因此将color1到color2的色域分为3等分，取中间两点为color3和color4，通过每个像素的插值索引决定是哪个color。当关键色color1

       由此可见，DXT1支持透明像素存储，但不支持半透明像素存储，对有半透明像素的纹理，应采用DXT2以上的版本。

       DXT2和DXT3采用16字节（4个双字）来表示一个块，针对ARGB8888像素的压缩比是4:1。DXT2和DXT3分为两个部分，低8字节是透明度通道部分，高8字节是颜色部分。颜色部分的数据存储方式与DXT1一致，但DXT2的颜色部分是已经基于原色进行过透明度处理后的颜色，这一点是DXT2与DXT3的唯一不同之处。

       DXT2和DXT3中，低8字节直接存储16个像素的透明度通道，因此每个像素的透明度通道是4位，范围是0到255。由于透明度已经有数据进行存储，因此在高8字节的颜色部分中，不再通过color1和color2的比较确定该块是否使用透明度存储，而是一致地使用DXT1中不采用透明度存储时的算法。

       由此可见，DXT2和DXT3支持了半透明像素的存储，但是透明度范围锁定在全域，且只有16个值可以选，对精细的纹理，还是不足以满足要求，而应采用版本更高的DXT4或DXT5。

       DXT4和DXT5跟DXT2和DXT3一样，采用16字节（4个双字）来表示一个块，针对ARGB8888像素的压缩比是4:1。也是分为两部分，高8字节的颜色部分跟DXT2和DXT3一样，但是低8字节的透明度通道部分，则采用跟颜色部分类似的线性插值算法，即取两个像素的透明度作为关键透明度alpha1和alpha2，通过线性插值方式算出其他中间透明度，然后通过透明度插值索引方式确定每个像素的透明度。

       DXT4和DXT5中，第一字节表示第一个关键透明度alpha1，第二字节表示第二个关键透明度alpha2，其他6字节用于存储16个像素透明度插值索引，因此每个像素的透明度插值索引为3位，即0-7。

       当alpha1>alpha2时，将这段区间分为7等分，中间的6个点分别为alpha3、alpha4、alpha5、alpha6、alpha7、alpha8，然后通过透明度插值索引来确定该像素的透明度是哪个alpha值；当alpha1

       DXT4和DXT5由于alpha值的范围不平均分布在0-255之间，而是在某些特定的值之间（或者加上0和255），因此可以更好的实现透明度的平滑，适合存储更精细的纹理。

       在DNF中，有些具有实前景的技能特效（比如冰霜钻孔车）一般都使用DXT1进行存储，而带有半透明的特效（比如杰克降临后面的火焰，还有某些实体的外发光等）一般使用DXT5进行存储。