第四课，OpenGL的纹理

头文件

#include "stb_image.h"

用于对不同格式图片的读取。

添加纹理坐标数据

纹理坐标为载入纹理的范围位置，即图片的宽高范围都在0~1之间，根据填入的小数来确定纹理载入的位置

GLfloat vertices[] = {
        //location（顶点坐标）     color         texture coords(纹理坐标)
        -1.0f,  0.0f, 0.0f,    1.0f, 0.0f, 0.0f,     0.0f, 1.0f,  //左中--左上
        -1.0f, -1.0f, 0.0f,    0.0f, 0.0f, 1.0f,     0.0f, 0.0f,  //左下--左下
         0.0f, -1.0f, 0.0f,    0.0f, 1.0f, 0.0f,     1.0f, 0.0f,  //中下--右下
};

若 纹理坐标 >1.0, 或 纹理坐标 < 0.0 ，则会以设定的纹理围绕方式重复。（纹理围绕方式将在下方解释）

将纹理坐标传入着色器

glVertexAttribPointer(2, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void*)(6 * sizeof(float)));
glEnableVertexAttribArray(2);

创建纹理对象

GLuint texture1;
    glGenTextures(1, &texture1);//将texture1定义为纹理
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture1);//将texture与2D纹理绑定

设置纹理围绕方式

glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);

第一个参数： 纹理目标
GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_1D_ARRAY,
GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_2D_ARRAY,
GL_TEXTURE_2D_MULTISAMPLE,
GL_TEXTURE_2D_MULTISAMPLE_ARRAY,
GL_TEXTURE_3D, GL_TEXTURE_CUBE_MAP,
GL_TEXTURE_CUBE_MAP_ARRAY, or GL_TEXTURE_RECTANGLE.

第二个参数： 设置的选项与应用的纹理轴
GL_DEPTH_STENCIL_TEXTURE_MODE,
GL_TEXTURE_BASE_LEVEL,
GL_TEXTURE_COMPARE_FUNC, GL_TEXTURE_COMPARE_MODE,
GL_TEXTURE_LOD_BIAS,

GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_TEXTURE_MAG_FILTER,
//过滤方式 在下方会说明

GL_TEXTURE_MIN_LOD, GL_TEXTURE_MAX_LOD, GL_TEXTURE_MAX_LEVEL,
GL_TEXTURE_SWIZZLE_R, GL_TEXTURE_SWIZZLE_G,
GL_TEXTURE_SWIZZLE_B, GL_TEXTURE_SWIZZLE_A,

GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_TEXTURE_WRAP_T, or GL_TEXTURE_WRAP_R.
//WRAP选项–纹理围绕轴 为该小结（设置纹理围绕方式）内容

第三个参数： 设置的选项与应用的纹理轴

WRAP选项–纹理围绕轴围绕方式

环绕方式	描述
GL_REPEAT	对纹理的默认行为。重复纹理图像。
GL_MIRRORED_REPEAT	和GL_REPEAT一样，但每次重复图片是镜像放置的。
GL_CLAMP_TO_EDGE	纹理坐标会被约束在0到1之间，超出的部分会重复纹理坐标的边缘，产生一种边缘被拉伸的效果。
GL_CLAMP_TO_BORDER	超出的坐标为用户指定的边缘颜色。

更多查看https://khronos.org/registry/OpenGL-Refpages/gl4/官方文档

过滤方式

// set texture filtering parameters
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);

filter 过滤器 ， linear 线性的（非官方）。

第一二个参数同上
第三个参数：

参数	描述
GL_NEAREST	返回距离指定纹理坐标最近的纹理元素的值。
GL_LINEAR	返回最接近指定纹理坐标的纹理元素的加权平均值。根据GL_TEXTURE_WRAP_S和GL_TEXTURE_WRAP_T的值，以及确切的映射，这些可以包括从纹理的其他部分包装或重复的项。

加载图片, 创建纹理和生成纹理映射

flip 翻转 ，vertically垂直的

int width, height, nrChannels;
stbi_set_flip_vertically_on_load(true); // y轴翻转纹理
//水平翻转要在片段着色器中设置。
unsigned char* data = stbi_load("./container.jpg", &width, &height, &nrChannels, 0);//获取图片宽高和颜色通道的个数
if (data)
{
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, width, height, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, data);
    //当前绑定的纹理对象就会被附加上纹理图像。
    glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);//为当前绑定的纹理自动生成所有需要的多级渐远纹理。
}
else
{
    std::cout << "Failed to load texture" << std::endl;
}

glTexImage2D(纹理目标，多级渐远纹理的级别，储存为何种格式，宽，高，0，源图的格式，数据类型，真正的图像数据)

释放图像的内存

stbi_image_free(data);

混合纹理

创建第二个纹理

GLuint texture2;
    glGenTextures(1, &texture2);//传入引用，初始化texture2
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture2);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
    //glTexParameteri(纹理维度，改变类型，改变值)；
    stbi_set_flip_vertically_on_load(true);
    data = stbi_load("./awesomeface.png", &width, &height, &nrChannels, 0);
    if (data)
    {
        glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, width, height, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, data);//png格式加载为GL_RGBA格式
        glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);
    }
    else
    {
        std::cout << "Failed to load texture" << std::endl;
    }
    stbi_image_free(data);

告诉opengl每个采样器与哪个纹理联系

给纹理采样器分配一个位置值（默认纹理单元是0，所以多个纹理单元需要分配）
OpenGL至少保证有16个纹理单元供你使用 (对着色器的操作)

PVPCShader.use(); //激活要绑定的着色器后才可分配
PVPCShader.setInt("sampler1", 0);//将着色器中texture1采样器分配到GL_TEXTURE0
PVPCShader.setInt("sampler2", 1);//将着色器中texture2采样器分配到GL_TEXTURE1

将纹理与纹理单元联系（与着色器无关）
不需要在联系时激活着色器，在使用时激活即可。（即PVPCShader.use()可在此代码之后）

glActiveTexture(GL_TEXTURE0);// 在绑定纹理之前先激活纹理单元
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture1);//绑定这个纹理到当前激活的纹理单元
glActiveTexture(GL_TEXTURE1);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture2);

着色器

PVPCShader.use();
glBindVertexArray(VAO);
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 2*3);//数量必须为3的倍数

在glDrawArray函数中调用着色器。以GL_TRIANGLES绘制顶点，从第0个数据开始向后绘制2*3个顶点。

顶点着色器

#version 330 core

layout (location = 0) in vec3 aPos;
layout (location = 1) in vec3 aColor;
layout (location = 2) in vec2 aTexCoord;

out vec3 outColor;
out vec2 TexCoord;

void main()
{
    gl_Position = vec4(aPos, 1.0);
    outColor = aColor;
    TexCoord = aTexCoord;
}

片段着色器

#version 330 core
out vec4 FragColor;

in vec3 outColor;
in vec2 TexCoord;

uniform sampler2D sampler1;//保证在分配采样器时的名称与该名称一致
uniform sampler2D sampler2;//否则会出现一些无提示的错误，不容易发现

void main()
{
FragColor = mix(texture(sampler1, TexCoord), texture(sampler2, TexCoord),0.8) * vec4(outColor, 1.0f);
}

FragColor 输出的最终片段颜色
mix(texture1,texture2, double). //以double的比例混合两个纹理
texture(sampler1, TexCoord)；// texture纹理（图片处理方式，图片纹理覆盖点）；
*号 用于颜色和纹理的混合。

数据走向

传入

联系

联系

联系

联系

联系

混合纹理

纹理坐标数据texture coords

着色器

纹理对象texture

设置纹理方式

添加纹理图片

GL_TEXTURE 0-15

使用setInt联系

使用glBindTexture联系

输出最终图像

主代码

#include 
//包含命名空间std

#include 
#include 
//glad需要在glfw之前,因为GLAD的头文件包含了正确的OpenGL头文件，glfw依赖于OpenGL
#include "stb_image.h"
#include "Shader.h"//着色器设置
#include "call_back.h"//回调函数设置

int main(){
    glfwInit();
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);

    
    // glfw window creation
    //---------------------
    GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "LearnOpenGL", nullptr, nullptr);
    if (window == nullptr) {
        std::cout << "Failed to create GLFW window" << std::endl;
        glfwTerminate();
        return -1;
    }
    glfwMakeContextCurrent(window);
    glfwSetKeyCallback(window, key_callback);
    glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);
    
    //glad初始化（GLAD是用来管理OpenGL的函数指针的）
    //load all OpenGL function pointers
    if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress)){
        std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;
        return -1;
    }

    设置视口
    //int width, height;
    //glfwGetFramebufferSize(window, &width, &height);
    //glViewport(0, 0, width, height);

    //生成着色器
    Shader PVPCShader("./Normal.vs","./setcolor.fs");
    Shader ChangingColorShader("./Normal.vs", "./Changing.fs");


    /*
    第一组数据处理----两个填充三角形************************
    */

    //添加顶点数据
    GLfloat vertices[] = {
        //location（顶点坐标）     color         texture coords(纹理坐标)
        -1.0f,  0.0f, 0.0f,    1.0f, 0.0f, 0.0f,  0.0f, 2.0f,  //左中--左上
        -1.0f, -1.0f, 0.0f,    0.0f, 0.0f, 1.0f,  0.0f, 0.0f,  //左下--左下
         0.0f, -1.0f, 0.0f,    0.0f, 1.0f, 0.0f,  1.0f, 0.0f,  //中下--右下
         0.0f,  0.0f, 0.0f,    0.3f, 0.3f, 0.3f,  1.0f, 2.0f,  //居中--右上
        -1.0f,  0.0f, 0.0f,    1.0f, 0.0f, 0.0f,  0.0f, 2.0f,  //左中--左上
         0.0f, -1.0f, 0.0f,    0.0f, 1.0f, 0.0f,  1.0f, 0.0f,  //中下--右下
    };

    //set up buffers and configure vertex attributes
    //设置缓存区配置顶点属性
    GLuint VBO, VAO;
    glGenBuffers(1, &VBO);//获取一个buffer名为VBO
    glGenVertexArrays(1, &VAO); // 获取一个VertexArrays名为VAO
    
    glBindVertexArray(VAO);//绑定VAO为当前使用顶点数组
    
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
    glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void*)(0));
    glEnableVertexAttribArray(0);//启用顶点属性,0号位
    glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void*)(3 * sizeof(float)));
    glEnableVertexAttribArray(1);
    glVertexAttribPointer(2, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void*)(6 * sizeof(float)));
    glEnableVertexAttribArray(2);

    //加载创建纹理
    //------------
    GLuint texture1;
    //texture 1
    //-----------
    glGenTextures(1, &texture1);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture1);
    // set the texture wrapping parameters
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
    // set texture filtering parameters
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
    // load image, create texture and generate mipmaps(纹理映射)
    int width, height, nrChannels;
    stbi_set_flip_vertically_on_load(true); // y轴翻转纹理
    unsigned char* data = stbi_load("./container.jpg", &width, &height, &nrChannels, 0);//获取图片宽高和颜色通道的个数
    if (data)
    {
        glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, width, height, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, data);
        //glTexImage2D(纹理目标，多级渐远纹理的级别，储存为何种格式，宽，高，0，源图的格式，数据类型，真正的图像数据)
        //当前绑定的纹理对象就会被附加上纹理图像。
        glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);//为当前绑定的纹理自动生成所有需要的多级渐远纹理。
    }
    else
    {
        std::cout << "Failed to load texture" << std::endl;
    }
    stbi_image_free(data);//释放图像的内存

    //纹理2
    GLuint texture2;
    glGenTextures(1, &texture2);//传入引用，初始化texture2
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture2);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
    //glTexParameteri(纹理维度，改变类型，改变值)；
    stbi_set_flip_vertically_on_load(true);
    unsigned char* data2 = stbi_load("./awesomeface.png", &width, &height, &nrChannels, 0);
    if (data2)
    {
        glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, width, height, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, data2);//png格式加载为GL_RGBA格式
        glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);
    }
    else
    {
        std::cout << "Failed to load texture" << std::endl;
    }
    stbi_image_free(data2);
    //给纹理采样器分配一个位置值（默认纹理单元是0，所以多个纹理单元需要分配）
    //OpenGL至少保证有16个纹理单元供你使用
    PVPCShader.use(); //激活要绑定的着色器后才可分配
    PVPCShader.setInt("sampler1", 0);//将着色器中texture1采样器分配到GL_TEXTURE0
    PVPCShader.setInt("sampler2", 1);//将着色器中texture2采样器分配到GL_TEXTURE1



    /*
    第二组数据处理----两个线框三角形************************************
    */

    //使用索引数据存储点的顺序，用IBO索引缓冲对象管理
    GLfloat vertices1[] = {
    0.5f, 0.5f, 0.0f,   // 右上角
    0.5f, -0.5f, 0.0f,  // 右下角
    -0.5f, -0.5f, 0.0f, // 左下角
    -0.5f, 0.5f, 0.0f   // 左上角
    };
    unsigned int indices1[] = { // 注意索引从0开始! 
        0, 1, 3, // 第一个三角形
        1, 2, 3  // 第二个三角形
    };
    
    
    //设置缓存区配置顶点属性
    GLuint VBO1,EBO1,VAO1;
    //生成三类对象，不分先后顺序
    glGenBuffers(1, &EBO1);
    glGenBuffers(1, &VBO1);
    glGenVertexArrays(1, &VAO1);
    //绑定三类对象
    glBindVertexArray(VAO1);//VAO必须为第一
    glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO1);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO1);
    //绑定缓冲数据
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices1), vertices1, GL_STATIC_DRAW);
    glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices1), indices1, GL_STATIC_DRAW);
    
    glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
    glEnableVertexAttribArray(0);

    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
    glBindVertexArray(0);


    //Loop
    while (!glfwWindowShouldClose(window)){//检查glfw是否被要求退出
        glfwPollEvents();
        //检查有没有触发什么事件,然后调用对应的回调函数.
        
        glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
  
        PVPCShader.use();
        glActiveTexture(GL_TEXTURE0);// 在绑定纹理之前先激活纹理单元
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture1);//绑定这个纹理到当前激活的纹理单元
        glActiveTexture(GL_TEXTURE1);
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture2);

       
        glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL);//设置为填充模式（默认）
        glBindVertexArray(VAO);
        glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 2*3);//数量必须为3的倍数

        float timeValue = glfwGetTime();
        float greenValue = (sin(timeValue) / 2.0f) + 0.5f;

        ChangingColorShader.use();//设置uniform值前必须先使用程序。
        ChangingColorShader.setVec3("Color", 0.0f, greenValue, 0.0f);//Color赋值RGB
        
        //glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);//设置为线框模式
        glBindVertexArray(VAO1);
        glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, 0);

        glfwSwapBuffers(window);
        //交换颜色缓冲
    }
    //Game Loop

    glDeleteVertexArrays(1, &VAO);
    glDeleteBuffers(1, &VBO);
    glDeleteVertexArrays(1, &VAO1);
    glDeleteBuffers(1, &VBO1);
    glDeleteBuffers(1, &EBO1);
    glDeleteProgram(PVPCShader.ID);

    glfwTerminate();
    //释放GLFW分配的内存。

    return 0;
}

运行结果

解决png格式黑边问题，经测试估计是fragColor显示问题出错，因为即使alpha值为0，png图像透明处依旧显示颜色。

glEnable(GL_BLEND);
glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
glBlendFunc(GL_ONE, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
glBlendFunc(GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
使用glBlendFunc的三种alpha处理方式可以处理不同情况的计算。
具体使用细节还待完善！！！