OpenGL入门笔记（五）

以前也听说过纹理映射，不过一直没明白是怎么回事情，只是以为是在绘制好的三维图形表面再进行更为细致的绘制，从而绘制出物体表面的纹理，就像画桌子把桌面的条纹也画出来一样。今天学习的就是如何使用2D纹理绘制图形。

 

在计算机图形学中，纹理映射(texture mapping)把存储在内存里的位图包裹到3D渲染物体的表面。纹理给物体提供了丰富的细节，用简单的方式模拟出了复杂的外观。一个图像（纹理）被贴(映射)到场景中的一个简单形体上，就像印花贴到一个平面上一样。例如要画一堵墙，如果不使用纹理映射，就只有把每块砖都画成一个独立的多边形，那么就需要画成千上万块，并且画出的墙也显得不够真实，而如果我们把墙画成一个多边形，通过纹理映射把一副墙的图像粘贴到这个多边形上，就可以很好地实现需求了。

纹理映射Demo
GLfloat    xrot;                
GLfloat    yrot;                
GLfloat    zrot;                

GLuint    texture[1];            


AUX_RGBImageRec *LoadBMP(char *Filename)                 
{//加载纹理映射所需的位图
    FILE *File=NULL;                                

    if (!Filename)                                        
    {
        return NULL;                                     
    }

    File=fopen(Filename,"r");                        

    if (File)                                            
    {
        fclose(File);                                    
        return auxDIBImageLoad(Filename);                //加载位图并返回指向位图的指针
    }

    return NULL;                                         
}

int LoadGLTextures()                                    // Load Bitmaps And Convert To Textures
{
    int Status=FALSE;                                    // Status Indicator

    AUX_RGBImageRec *TextureImage[1];        // 创建纹理的存储空间         

    memset(TextureImage,0,sizeof(void *)*1);    //清除图像记录，确保其内容为空            

    // Load The Bitmap, Check For Errors, If Bitmap's Not Found Quit
    if (TextureImage[0]=LoadBMP("Data/NeHe.bmp"))
    {
        Status=TRUE;                                            glGenTextures(1, &texture[0]);                
        // Typical Texture Generation Using Data From The Bitmap
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[0]);
        glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, 3, TextureImage[0]->sizeX, TextureImage[0]->sizeY, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, TextureImage[0]->data);
        glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_LINEAR);
        glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_LINEAR);
    }

    if (TextureImage[0])                                    
    {
        if (TextureImage[0]->data)                             
        {
            free(TextureImage[0]->data);                    // 释放纹理图像内存
        }

        free(TextureImage[0]);                                    }

    return Status;                                    
}

int InitGL(GLvoid)                                        
{
    if (!LoadGLTextures())                                
    {
        return FALSE;                            
    }

    glEnable(GL_TEXTURE_2D);                            // 允许纹理映射
    glShadeModel(GL_SMOOTH);                                glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.5f);                
    glClearDepth(1.0f);                                    glEnable(GL_DEPTH_TEST);                                glDepthFunc(GL_LEQUAL);                                glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST);    
    return TRUE;                                        
}

int DrawGLScene(GLvoid)                                    
{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);    
    glLoadIdentity();                                        glTranslatef(0.0f,0.0f,-5.0f);

    /**//*图形绕x,y,z轴进行旋转*/
    glRotatef(xrot,1.0f,0.0f,0.0f);
    glRotatef(yrot,0.0f,1.0f,0.0f);
    glRotatef(zrot,0.0f,0.0f,1.0f);

    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[0]);// 选择要使用的纹理进行绑定

    glBegin(GL_QUADS);
        // Front Face
        glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f,  1.0f);
        glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f,  1.0f);
        glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f,  1.0f,  1.0f);
        glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f,  1.0f,  1.0f);
        // Back Face
        glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f);
        glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f,  1.0f, -1.0f);
        glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f,  1.0f, -1.0f);
        glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f);
        // Top Face
        glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f,  1.0f, -1.0f);
        glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f,  1.0f,  1.0f);
        glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f,  1.0f,  1.0f);
        glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f,  1.0f, -1.0f);
        // Bottom Face
        glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f);
        glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f);
        glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f,  1.0f);
        glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f,  1.0f);
        // Right face
        glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, -1.0f);
        glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f,  1.0f, -1.0f);
        glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f,  1.0f,  1.0f);
        glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f,  1.0f);
        // Left Face
        glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f);
        glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f,  1.0f);
        glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f,  1.0f,  1.0f);
        glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f,  1.0f, -1.0f);
    glEnd();

    xrot+=0.3f;
    yrot+=0.2f;
    zrot+=0.4f;
    return TRUE;                                    
}

      总结一下，使用纹理映射分为以下几个步骤：

1）              从位图文件加载纹理映射所用到的位图图像

2）              将加载到的位图图像转换为纹理

3）              在对OpenGL的初始化设置中允许进行纹理映射

4）              在具体的绘制图形代码中选择要使用的纹理

5）              将纹理正确的映射到要绘制的图形上

其中有几个地方需要注意的：

1）              用作纹理的图像的宽和高必须是2的n次方；宽度和高度最小必须是64象素；并且出于兼容性的原因，图像的宽度和高度不应超过256象素。如果原始素材的宽度和高度不是64，128，256象素的话，应该使用图像处理软件重新改变图像的大小。

2）              glGenTextures(1, &texture[0])告诉OpenGL我们想生成一个纹理名字（如果想载入多个纹理，就加大数字）。glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[0])告诉OpenGL将纹理名字texture[0]绑定到纹理目标上。2D纹理只有高度（在Y轴上）和宽度（在X轴上）。主函数将纹理名字指派给纹理数据。本例中我们告知OpenGL，&texture[0]处的内存已经可用。我们创建的纹理将存储在&texture[0]的指向的内存区域。

3）              glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, 3, TextureImage[0]->sizeX, TextureImage[0]->sizeY, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, TextureImage[0]->data);在这里我们创建真正的纹理。它告诉OpenGL此纹理是一个2D纹（GL_TEXTURE_2D）。数字零代表图像的详细程度，通常就设置为0。数字3是数据的成分数。因为图像是由红色数据，绿色数据，蓝色数据三种组分组成。TextureImage[0]->sizeX是纹理的宽度，TextureImage[0]->sizey是纹理的高度。数字零是边框的值，一般就是零。GL_RGB告诉OpenGL图像数据由红、绿、蓝三色数据组成。 GL_UNSIGNED_BYTE意味着组成图像的数据是无符号字节类型的。最后...TextureImage[0]->data告诉OpenGL纹理数据的来源。这里指向存放在TextureImage[0]记录中的数据。

4）               glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_LINEAR);

glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_LINEAR);

这两行告诉OpenGL在显示图像时，当它比放大得原始的纹理大GL_TEXTURE_MAG_FILTER）或缩小得比原始得纹理小GL_TEXTURE_MIN_FILTER）时OpenGL采用的滤波方式。通常这两种情况下都采用GL_LINEAR。这使得纹理从很远处到离屏幕很近时都平滑显示。使用GL_LINEAR需要CPU和显卡做更多的运算。如果机器很慢，也许应该采用GL_NEAREST。过滤的纹理在放大的时候，看起来斑驳的很（就是马赛克）。也可以结合这两种滤波方式。在近处时使用GL_LINEAR，远处时GL_NEAREST。

      5）     glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[0]);　　　　　// 选择纹理

这是选择我们使用的纹理。如果您在您的场景中使用多个纹理，您应该使用来 glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[ 所使用纹理对应的数字 ]) 选择要绑定的纹理。当您想改变纹理时，应该绑定新的纹理。有一点值得指出的是，您不能在glBegin()和glEnd()之间绑定纹理，必须在glBegin()之前或 glEnd()之后绑定。

      6）

为了将纹理正确的映射到四边形上，您必须将纹理的右上角映射到四边形的右上角，纹理的左上角映射到四边形的左上角，纹理的右下角映射到四边形的右下角，纹理的左下角映射到四边形的左下角。如果映射错误的话，图像显示时可能上下颠倒，侧向一边或者什么都不是。

glTexCoord 2f 的第一个参数是X坐标。 0.0f 是纹理的左侧。 0.5f 是纹理的中点， 1.0f 是纹理的右侧。glTexCoord 2f 的第二个参数是Y坐标。 0.0f 是纹理的底部。 0.5f 是纹理的中点， 1.0f 是纹理的顶部。

所以纹理的左上坐标是X： 0.0f ，Y： 1.0f ，四边形的左上顶点是X： -1.0f ，Y： 1.0f 。其余三点依此类推。

      7）

纹理坐标在背面的时候一定要注意想清楚其坐标轴的位置关系，要与图形的位置正确对应。