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OpenGL学习（七）纹理映射
纹理映射
一m*n的像素数组，我们并不将其看做有离散元素构成的数组，而是将其视作一个连续数组。该数组中的任意一点通过变量s和t来定义。则每个坐标(s,t)都对应一个像素值。现在考虑一个三维空间中的一个几何对象。其表面上的每一点都对应于三维世界坐标系中的一个坐标(x,y,z),如果能通过一对函数映射将对象坐标系的每一点(x,y,z)与纹理坐标中的一点(s,t)建立关联，则可用纹理图像中的颜色或灰度值来确定对象表面上可见点的颜色。
OpenGL对此问题的解决方法是强制应用程序为每个顶点都定义纹理坐标。然后插值。
纹理图的创建
void glTexImage2D(GLenum target,GLint level,GLint iformat,
GLsizei width,GLsizei height,GLint border,
GLenum format,GLenum type,GLvoid* texels)
//该函数依据类型为type,格式为format的数组texels创建一个二维的大小为height*width的纹理。该纹理的边界被指定为b个纹理元宽。图像的数据格式为iformat。level用于多级渐进纹理。
使用纹理前先开启该功能:
glEnable(GL_TEXTURE_2D);
注：纹理图像的维数必须为2的整数次幂。
同理创建一维纹理和三维纹理也是用一样的方式glTexImage1D()和glTexImage3D().
纹理坐标
纹理坐标也是OpenGL状态的一部分。与顶点一样，其内部形式也是四维的：
void glTexCoord<1234>(sifd)(type scoord,.....)
void glTexCoord<1234>(sifd)v(type* v)
二维情况下，我们假定glTexCoord()指定的纹理元素组在一个连续矩形中，该矩形中的任意一点的为奴隶坐标都位于区间(0,1)内。所以左下角坐标为(0,0)，右上角坐标为(1,1)
纹理参数
void glTexParameter<if>(GLenum target,GLenum name,type value)
void glTexParamer<if>v(GLenum target,GLenum name,type value)
//target为GL_TEXTURE_1D、GL_TEXTURE_2D或GL_TEXTURE_3D，将参数name设为true
这些必要的参数决定了当s,t,r或q的值超过(0,1)时做何处理以及如何运用采样和滤波
对于超出(0,1)的有两种处理方式：
GL_REPEATE:若该值为正，则直接使用其小数部分，若为负，则取其与其相加为正的最小整数。
GL_CLAMP:若为负，强制取0，若超过1，强制取1。
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEATE)
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEATE)
glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_NEAREST);
glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_NEAREST);
绘制一个旋转的纹理立方体：
#include <GL/glut.h>GLfloat vertices[][3] = {{-1.0,-1.0,-1.0},{1.0,-1.0,-1.0},{1.0,1.0,-1.0}, {-1.0,1.0,-1.0}, {-1.0,-1.0,1.0}, {1.0,-1.0,1.0}, {1.0,1.0,1.0}, {-1.0,1.0,1.0}};GLfloat colors[][4] = {{0.0,0.0,0.0,0.5},{1.0,0.0,0.0,0.5},{1.0,1.0,0.0,0.5}, {0.0,1.0,0.0,0.5}, {0.0,0.0,1.0,0.5}, {1.0,0.0,1.0,0.5}, {1.0,1.0,1.0,0.5}, {0.0,1.0,1.0,0.5}};void polygon(int a, int b, int c , int d)
{/* draw a polygon via list of vertices */glBegin(GL_POLYGON);glColor4fv(colors[a]);glTexCoord2f(0.0,0.0); glVertex3fv(vertices[a]);glColor4fv(colors[b]); glTexCoord2f(0.0,1.0); glVertex3fv(vertices[b]);glColor4fv(colors[c]); glTexCoord2f(1.0,1.0); glVertex3fv(vertices[c]);glColor4fv(colors[d]); glTexCoord2f(1.0,0.0); glVertex3fv(vertices[d]);glEnd();}void colorcube(void)
{/* map vertices to faces */polygon(0,3,2,1);polygon(2,3,7,6);polygon(3,0,4,7);polygon(1,2,6,5);polygon(4,5,6,7);polygon(5,4,0,1);
}static GLfloat theta[] = {0.0,0.0,0.0};
static GLint axis = 2;void display(void)
{
/* display callback, clear frame buffer and z buffer,rotate cube and draw, swap buffers */glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);glLoadIdentity();glRotatef(theta[0], 1.0, 0.0, 0.0);glRotatef(theta[1], 0.0, 1.0, 0.0);glRotatef(theta[2], 0.0, 0.0, 1.0);colorcube();glutSwapBuffers();
}void spinCube()
{/* Idle callback, spin cube 2 degrees about selected axis */theta[axis] += 0.1;if( theta[axis] > 360.0 ) theta[axis] -= 360.0;/* display(); */glutPostRedisplay();
}void mouse(int btn, int state, int x, int y)
{/* mouse callback, selects an axis about which to rotate */if(btn==GLUT_LEFT_BUTTON && state == GLUT_DOWN) axis = 0;if(btn==GLUT_MIDDLE_BUTTON && state == GLUT_DOWN) axis = 1;if(btn==GLUT_RIGHT_BUTTON && state == GLUT_DOWN) axis = 2;
}void myReshape(int w, int h)
{glViewport(0, 0, w, h);glMatrixMode(GL_PROJECTION);glLoadIdentity();if (w <= h)glOrtho(-2.0, 2.0, -2.0 * (GLfloat) h / (GLfloat) w,2.0 * (GLfloat) h / (GLfloat) w, -10.0, 10.0);elseglOrtho(-2.0 * (GLfloat) w / (GLfloat) h,2.0 * (GLfloat) w / (GLfloat) h, -2.0, 2.0, -10.0, 10.0);glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
}void key(unsigned char k, int x, int y)
{if(k == '1') glutIdleFunc(spinCube);if(k == '2') glutIdleFunc(NULL);
}void
main(int argc, char **argv)
{GLubyte p_w_picpath[64][64][3];int i, j, c;for(i=0;i<64;i++){for(j=0;j<64;j++){c = ((((i&0x8)==0)^((j&0x8))==0))*255;p_w_picpath[i][j][0]= (GLubyte) c;p_w_picpath[i][j][1]= (GLubyte) c;p_w_picpath[i][j][2]= (GLubyte) c;}}glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);glutInitWindowSize(500, 500);glutCreateWindow("colorcube");/* need both double buffering and z buffer */glutReshapeFunc(myReshape);glutDisplayFunc(display);glutIdleFunc(spinCube);glutMouseFunc(mouse);glutKeyboardFunc(key);glClearColor(1.0,1.0,1.0,1.0);glEnable(GL_DEPTH_TEST);glEnable(GL_TEXTURE_2D);glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D,0,64,64,0,GL_RGB,GL_UNSIGNED_BYTE, p_w_picpath);glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_WRAP_S,GL_CLAMP);glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_WRAP_T,GL_CLAMP);glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_NEAREST);glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_NEAREST); glutMainLoop();
}运行得到：
将纹理映射到表面
void glTexEnv<if>(GLenum target,GLenum param,type value)
void glTexEnv<if>v(GLenum target,GLenum param,type* value)
//设置当前的纹理映射方式。参数target必须为GL_TEXTURE_FILTER_CONTROL或GL_TEXTURE_ENV。
//如果参数target为GL_TEXTURE_FILTER_CONTROL，pname必须为GL_TEXTURE_LOD_BIAS，而param是一个浮点数，用于指定GL_TEXTURE_LOD_BIAS的值
如果pname为GL_TEXTURE_ENV_MODE，则参数param指定了如何将纹理值和片元的颜色值合并起来。如果纹理映射方式为GL_BLEND，将使用GL_TEXTURE_ENV_COLOR的值来与片元混合，因此必须设置它。如果纹理映射方式为GL_COMBINE，还可能需要设置参数GL_COMBINE_RGB、GL_COMBINE_ALPHA、GL_RGB_SCALE或GL_ALPHA_SCALE。如果设置了参数GL_COMBINE_RGB，还可能需要设置参GL_SOURCEi_RGB和GL_OPERANDi_RGB（其中i 为0、1或2）的值；同样，如果设置了参数GL_COMBINE_ALPHA，还可能需要设置参数GL_SOURCEi_ALPHA和GL_OPERANDi_ALPHA的值。
边界与尺寸调整
void glCopyTexImage2D(GLenum target,GLint level,GLint iformat,GLint x,GLint y,
GLsizei w,GLsizei h,GLint border)
//从当前绘制缓存中复制一副w*h的图像。
void glTexSubImage2D(GLenum target,GLint level,GLint xoffset,GLint yoffset
GLsizei w,GLsizei h,GLenum format,GLenum type,GLvoid* texels)
//将一个由type和format描述的纹理元数组复制到起始点位于(xoffset,yoffset)的纹理内存中。
void glCopyTexSubImage2D(GLenum target,GLint level,GLint xoffset,GLint yoffset
GLint x,GLint y, GLsizei w,GLsizei h)
//从(x,y)开始将w*h的像素组复制到纹理内存中。
多级渐进纹理
void gluBiild2DMipmaps(GLenum target,GLint iformat,GLint w,GLint h,
GLenum format,GLenum type,void* texels)
//创建并加载一个多级渐进纹理图像集。
纹理坐标的生成
void gluQuadricTexture(GLUquardicObj* obj,GLboolean mode)
//通过mode的值为二次曲面对象obj开启(GL_TRUE)或关闭(GL_FALSE)纹理坐标自动生成功能
看如下程序：
gluQuadricDrawStyle(cone,GL_FILL);glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK,GL_FILL);glMatrixMode(GL_MODELVIEW);glLoadIdentity();glRotatef(-90,1.0,1.0,1.0);gluQuadricTexture(cone,GL_TRUE);glTexEnvi(GL_TEXTURE,GL_TEXTURE_ENV_MODE,GL_MODULATE);gluCylinder(cone,0.5,0,0.5,20,20); 得到如下图形
从上例可以看出，沿着圆锥母线向圆锥顶点移动时，法线交替出现的白色和黑色越来越小，因为越靠顶点，用于对圆锥逼近的多边形也越来越小。然而我们想保持纹理尺寸不变.
OpenGL为纹理坐标的生成提供了另一个选项：
void glTexGen<ifd>(GLenum texcoord,GLenum param,type value)
void glTexGen<ifd>v(GLenum texcoord,GLenum param,type* plane)
//这组函数为纹理坐标texcoord设置自动生成功能。参数param可指定模式GL_TEXTURE_GEN_MODE或由数组确定的平面位于哪个坐标系(GL_OBJECT_LINEAR,GL_EYE_LINEAR)中。如果模式为GL_TEXTURE_GEN_MODE,则value取GL_OBJECT_LINEAR或GL_EYE_LINER
调用该函数首先开启该功能：
glEnable(GL_TEXTURE_GEN_S)
glEnable(GL_TEXTURE_GEN_T);
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