opengl纹理

 

6月10日

OpenGL红宝书【纹理映射】（2）

9.4 纹理对象

使用纹理对象来存储纹理数据的步骤:
1) 生成纹理对象名称
2) 将纹理对象绑定到纹理数据(包括图像数据数组和纹理属性), 即创建纹理对象.
3) 如果OpenGL实现高性能纹理工作集, 应检查是否有足够的空间来存储所有的纹理对象. 如没有足够空间, 应设置每个纹理对象的优先级, 以确保最常用的纹理留在工作集中
4) 绑定和重新绑定纹理对象, 以便可以将其中的纹理映射到物体上.

9.4.1 生成纹理对象名称

void glGenTextures(GLsizei n, GLint* textureNames);
功能: 通过数组textureNames返回n个未用的纹理对象名, 返回的名称不必是相邻的整数.

GLboolean glIsTexture(GLint textureName);
功能: 如textureName是已被绑定的纹理对象名, 且没有被删除, 则返回GL_TRUE, 如textureName为0, 或非0, 但不是已有纹理对象的名称, 返回GL_FALSE.
注意: 如一倍glGenTextures()返回, 但未使用glBindTextures()绑定, 仍返回GL_FALSE.

9.4.2 创建和使用纹理对象

void glBindTexture(GLenum target, GLuint textureName);
功能: 完成下面几项工作.
1) 如textureName为非零无符号整数, 首次被使用, 则创建一新的纹理对象, 并将其名称设置为参数textureName的值.
2) 绑定一个已创建的纹理对象时, 该纹理对象将进入活动状态.
3) 如textureName为0, OpenGL将停止使用纹理对象, 返回到未命名的默认纹理.
4) 首次被创建时, target指定了维数, 其取值为GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_3D 或 GL_TEXTURE_CUBE_MAP.
5) 首次被创建时, 诸如缩小滤波方法, 放大滤波方法, 环绕模式, 边框颜色, 纹理优先级等纹理属性被设置为默认值.

例 9.7 绑定纹理对象: tebind.c

纹理驻留策略

如果有多个使用周期较短且大小相同的纹理, 可以调用函数glTexSubImage*()将不同的图像加载到已有的纹理对象中.与删除并重新创建纹理对象相比, 这样做的效率可能更高
void glPrioritiesTextures(GLsizei n, const GLuint *textureNames, const GLclampf *priorities);
功能: 将n个纹理对象的优先级设置为指定的值, 数组textureNames指定了这些纹理对象的名称, 数组priorities指定了优先级.
priorities: 指定了优先级, 将其值截取到[0.0, 1.0], 0对应的优先级最低, 1对应的优先级最高
函数glPrioritiesTextures()步要求textureNames中指定的纹理对象被绑定过.

函数glTexParameter*()也可用于设置单个纹理对象的优先级. 但仅限于当前绑定的纹理对象.

9.4.5 纹理函数

void glTexEnv(if)(GLenum target, GLenum pname, TYPE param);
void glTexEnv(if)v(GLenum target, GLenum pname, TYPE* param);
功能: 设置当前的纹理映射方式.
target: 必须为GL_TEXTURE_FILTER_CONTROL或GL_TEXTURE_ENV
pname: 如target为GL_TEXTURE_FILTER_CONTROL, pname必须为GL_TEXTURE_LOD_BIAS.
       如target为GL_TEXTURE_ENV, pname可为GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_TEXTURE_ENV_COLOR
param: 如pname为GL_TEXTURE_LOD_BIAS, param是一个浮点数, 用于指定GL_TEXTURE_LOD_BIAS的值.
       如pname为GL_TEXTURE_ENV_MODE,param的取值为GL_DECAL,GL_REPLACE,GL_MODULATE,GL_BLEND, GL_ADD或GL_COMBINE. 指定了如何将纹理值和片元的颜色值合并起来.
       如pname为GL_TEXTURE_ENV_COLOR, 则参数pname是一个包含4个浮点数的数组, 这4个元素分别是R, G, B, A分量, 指定了一种用于GL_BLEND操作的颜色.

纹理映射方式和基本内部结构一起决定了如何应用纹素数据的各个分量.
纹理映射方式作用于被选择的纹素数据分量和片元的颜色值.
函数glTexImage*D()指定纹理图像时, 第三个参数指定了纹理的内部格式. 有6种基本内部格式:
GL_ALPHA, GL_LUMINANCE, GL_LUMINANCE_ALPHA, GL_INTENSITY, GL_RGB, GL_RGBA.
其他内部结构如GL_LUMINANCE6_ALPHA2和GL_R3_G3_B2, 对应于6种基本内部格式之一. 它们指定纹素数据分量的精度.

纹理映射计算是以RGBA方式进行的, 但有些内部格式不是RGB.

将各种纹理格式转换为颜色值:
基本内部结构           转换得到的RGBA颜色值
GL_ALPHA           (0, 0, 0, A)
GL_LUMINANCE           (1, 1, 1, 1)
GL_LUMINANCE_ALPHA       (1, 1, 1, A)
GL_INTENSITY           (1, 1, 1, 1)
GL_RGB               (R, G, B, 1)
GL_RGBA               (R, G, B, A)

纹理映射方式替换, 调整和贴花

基本内部格式	GL_REPLACE	GL_MODULATE	GL_DECAL
GL_ALPHA	C = Cf A = As	C = Cf A = AfAs	未定义
GL_LUMINANCE	C = Cf(1 - Cs) + CcCs A = Af	C = Cf + Cs A = Af	未定义
GL_LUMINANCE_ALPHA	C = Cf(1 - Cs) + CcCs A = AfAs	C = Cf + Cs A = AfAs	未定义
GL_INTENSITY	C = Cf(1 - Cs) + CcCs A = Af(1 - As) + AcAs	C = Cf + Cs A = Af + As	未定义
GL_RGB	C = Cf(1 - Cs) + CcCs A = Af	C = Cf + Cs A = Af	C = Cs A = Af
GL_RGBA	C = Cf(1 - Cs) + CcCs A = AfAs	C = Cf + Cs A = AfAs	C = Cf(1-As) + CsAs A = Af

纹理映射方式混合和相加

基本内部格式	GL_BLEND	GL_ADD
GL_ALPHA	C = Cf A = AfAs	C = Cf A = AfAs
GL_LUMINANCE	C = Cf(1 - Cs) + CcCs A = Af	C = Cf + Cs A = Af
GL_LUMINANCE_ALPHA	C = Cf(1 - Cs) + CcCs A = AfAs	C = Cf + Cs A = AfAs
GL_INTENSITY	C = Cf(1 - Cs) + CcCs A = Af(1 - As) + AcAs	C = Cf + Cs A = Af + As
GL_RGB	C = Cf(1 - Cs) + CcCs A = Af	C = Cf + Cs A = Af
GL_RGBA	C = Cf(1 - Cs) + CcCs A = AfAs	C = Cf + Cs A = AfAs

各个下标的含义如下:
s表示计算得到的纹理颜色
f表示片元值
c表示GL_TEXTURE_ENV_COLOR的值
没有下标的值表示通过计算得到的最终结果

纹理映射方式替换用纹理颜色替换片元的颜色,

纹理映射方式贴花类似于替换, 但它只适用于RGB和RGBA, 同时处理alpha的方式也不同.
内部格式为RGBA时, 纹理映射方式贴花将片元的颜色和纹理颜色混合起来, 混合比率由纹理的alpha决定, 片元的alpha不变.

纹理映射方式调整根据纹理图像的内容对片元的颜色进行调整.
内部格式为GL_LUMINANCE, GL_LUMINANCE_ALPHA, GL_INTENSITY时, 各颜色分量乘以相同的值, 调整后的颜色位于片元颜色和黑色之间.
内部格式为GL_RGB和GL_RGBA时, 片元颜色的各个分量与纹理中相应的分量相乘, alpha值也同片元alpha相乘. 光照适合使用纹理映射方式调整.

纹理映射方式相加将纹理颜色和片元颜色相加, 如有alpha值, 其乘以片元的alpha值, 但内部格式为GL_INTENSITY时除外.这种情况纹理alpha值与片元alpha值相加.

纹理映射方式混合是唯一一种使用GL_TEXTURE_ENV_COLOR指定的颜色的映射方式.
它像使用alpha值那样使用辉度,强度或颜色值将片元颜色和GL_TEXTURE_ENV_COLOR指定的颜色混合.

9.5 指定纹理坐标

纹理坐标可包含1-4个分量, 这些分量通常被称为s, t, r和q坐标.
一维纹理, 使用s坐标. 二维纹理, 使用s和t坐标, 三维纹理, 使用s, t和r坐标. q坐标通常被设置为1, 用于创建齐次坐标.
void glTexCoord[1234][sifd](TYPE coords);
void glTexCoord[1234][sifd]v(TYPE* coords);
功能: 设置当前的纹理坐标(s,t,r,q),

9.5.1 计算合适的纹理坐标

由于映射的格式与纹理格式不符,容易造成扭曲的情况,这次要选择恰当的纹理坐标来映射.

9.5.2 纹理的重复和截取

纹理坐标被指定为范围[0, 1]之外的值时, 将截取纹理坐标或重复纹理图像.

也可以使用环绕模式"镜像(mirrored)"重复, 重复时翻转纹理图像.
例如: 在纹理坐标范围[0,1]内,俺原来顺序使用纹理数据, [1, 2]则相反顺序使用纹理数据, [2, 3]又按原来的顺序使用, 依次类推

另一种环绕模式是截取纹理坐标: 将大于1.0的坐标设置为1.0, 将小于0.0的坐标设置为0.0.

如何使用纹理边框颜色:
1) 如果环绕模式为GL_REPEAT, 总是忽略边框. 从对侧选择一个2X2纹素阵列来计算加权平均.
2) 如果环绕模式为GL_CLAMP, 将边框纹素(或GL_TEXTURE_BORDER_COLOR的值)用于计算2X2加权平均.
3) 如果环绕模式为GL_CLAMP_TO_EDGE, 总是忽略边框. 使用纹理边缘或靠近纹理边缘的纹素被用于纹理计算, 但不使用边框上的纹素.
4) 如果环绕模式为GL_CLAMP_TO_BORDER, 纹理坐标超出了范围[0, 1], 则只使用边框纹素(如果没有边框, 使用边框常量颜色)来计算纹理映射.
   在纹理坐标的上限和下限附近, 可能将边框纹素和内部纹素作为样本加入到2X2纹素阵列中.

环绕模式截取时, 为避免曲面其他部分受纹理的影响, 纹理边缘的纹素的alpha值设置为0,

示例: 环绕模式为GL_REPEAT, 纹理坐标为 4.0上限


指定S和T方向重复环绕.
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);

如果GL_REPEAT改为GL_CLAMP, 则效果如下

如S方向为GL_CLAMP, T方向为GL_REPTEAT, 效果如下

void glTexParameter[if](GLenum target, GLenum pname, TYPE param);
void glTexParameter[if]v(GLenum target, GLenum pname, TYPE* param);
功能: 设定纹理如何处理片段或者如何存储纹理对象

pname的取值	param的取值
GL_TEXTURE_WRAP_S	GL_CLAMP,GL_CLAMP_TO_BORDER, GL_CLAMP_TO_EDGE, GL_MIRRORED_REPEAT, GL_REPEAT
GL_TEXTURE_WRAP_T	GL_CLAMP,GL_CLAMP_TO_BORDER, GL_CLAMP_TO_EDGE, GL_MIRRORED_REPEAT, GL_REPEAT
GL_TEXTURE_WRAP_R	GL_CLAMP,GL_CLAMP_TO_BORDER, GL_CLAMP_TO_EDGE, GL_MIRRORED_REPEAT, GL_REPEAT
GL_TEXTURE_MAG_FILTER	GL_NEAREST, GL_LINEAR
GL_TEXTURE_MIN_FILTER	GL_NEAREST, GL_LINEAR, GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST, GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR, GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST, GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR
GL_TEXTURE_BORDER_COLOR	4个[0.0, 1.0]内的任何值
GL_TEXTURE_PRIORITY	[0.0, 1.0]内的任何值, 设置当前纹理对象的优先级
GL_TEXTURE_MIN_LOD	任何浮点数
GL_TEXTURE_MAX_LOD	任何浮点数
GL_TEXTURE_BASE_LEVEL	任何非负整数
GL_TEXTURE_MAX_LEVEL	任何非负整数
GL_DEPTH_TEXTURE_MODE	GL_LUMINANCE, GL_INTENSITY, GL_ALPHA
GL_TEXTURE_COMPARE_MODE	GL_NONE, GL_COMPARE_R_TO_TEXTURE
GL_TEXTURE_COMPARE_FUNC	GL_LEQUAL, GL_GEQUAL
GL_GENERATE_MIPMAP	GL_TRUE, GL_FALSE

GL_TEXTURE_BORDER_COLOR: 纹理映射计算使用的边框信息.滤波方法为GL_NEAREST,环绕模式为GL_CLAMP_TO_BORDER时, 边框颜色影响贴上纹理的物体.
                         当滤波方法为GL_LINEAR, 环绕模式为GL_CLAMP时, 边框也会影响纹理映射.
                         环绕模式为GL_CLAMP_TO_EDGE或GL_REPEAT, 边框颜色将被忽略.

9.6 自动生成纹理坐标

void glTexGen[ifd](GLenum coord, GLenum pname, TYPE param);

void glTexGen[ifd]v(GLenum coord, GLenum pname, TYPE *param);

功能: 指定用于自动生成纹理坐标的函数(function).

coord: 必须是GL_S, GL_T, GL_R, GL_Q. 指出生成s, t, r还是q纹理坐标.

pname: 为GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_OBJECT_PLANE, GL_EYE_PLANE

param: 如pname为GL_TEXTURE_GEN_MODE, param为一个整数, 取值为GL_OBJECT_LINEAR, GL_EYE_LINEAR, GL_SPHERE_MAP, GL_REFLECTION_MAP, GL_NORMAL_MAP

pname为其他值, param是一个指向数组的指针(向量版本), 数组中包含提供给纹理生成函数的参数值.

纹理图像映射到固体物体上, 使用物体坐标指定参考较合适. GL_OBJECT_LINEAR.

移动的物体上生成动态的等高线时, 使用眼坐标GL_EYE_LINEAR较合适.

球形环境映射用GL_SPHERE_MAP较合适.

立方图用GL_NORMAL_MAP.

9.6.1 创建等高线

使用GL_TEXTURE_GEN_MODE 和 GL_OBJECT_LINEAR时, 纹理生成函数是顶点的物体坐标(x0, y0, z0, w0)的线性组合:

生成的坐标 = p1x0 + p2y0 + p3z0 + p4w0

其中p1,p2,p3,p4是参数pname为GL_OBJECT_PLANE时, 参数param的值.如果p1, p2, p3和p4被归一化, 计算的结果将是顶点到一个平面的距离.

例如: p2 = p3 = p4 = 0; p1 = 1, 计算结果为顶点到平面x = 0的距离.

例9.8 texgen.c

函数glEnable()使用参数GL_TEXTURE_GEN_S来启用自动生成纹理坐标x.

函数glTexGen*()使用参数GL_OBJECT_LINEAR表示在模型的坐标系下计算纹理坐标. GL_EYE_LINEAR表示在眼坐标系下计算纹理坐标.

环境映射指的是渲染物体时, 将其视为全反射的, 使其表面的颜色为周围环境反射到人眼中的颜色.

实现环境映射需要做的只是创建一个合适的纹理图, 并让OpenGL生成纹理坐标.

创建了用于环境映射的纹理后, 需要启用OpenGL的环境映射算法

自动生成纹理坐标以支持环境映射的代码:

glTexGeni(GL_S, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_SPHERE_MAP);

glTexGeni(GL_T, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_SPHERE_MAP);

glEnable(GL_TEXTURE_GEN_S);

glEnable(GL_TEXTURE_GEN_T);

纹理映射方法GL_SPHERE_MAP生成合适的环境映射纹理坐标.

9.6.3 立方图纹理(cube map texture)

使用6个二维纹理图来构成一个以原点为中心的纹理立方体.对于每个片元, 其纹理坐标(s, r, t)被视为方向向量, 而纹素表示从原点看到的纹理立方体上的东西.

要创建立方图纹理, 可调用glTexImage2D()6次, 每次调用该函数时使用参数target指定立方体的面

GL_TEXTURE_CLUB_MAP_POSITIVE_X, GL_TEXTURE_CLUB_MAP_NEGATIVE_X, GL_TEXTURE_CLUB_MAP_POSITIVE_Y, GL_TEXTURE_CLUB_MAP_NEGATIVE_Y,

GL_TEXTURE_CLUB_MAP_POSITIVE_Z, GL_TEXTURE_CLUB_MAP_NEGATIVE_Z

立方图有专用的纹理代理 GL_PROXY_TEXTURE_CUB_MAP

应将立方图视为一个整体, 为其指定纹理参数和创建纹理对象, 而不是分别对6个礼方面指定纹理参数和创建纹理对象.

下述设置立方图的环绕模式和滤波方法的代码将参数target的值设置为GL_TEXTURE_CUBE_MAP

glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);

glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);

glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_WRAP_R, GL_REPEAT);

glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);

glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);

对于给定的片元, 根据纹理坐标(s, t, r)中哪个坐标值最大以及这个值的正负来决定使用哪个纹理,

前者决定主轴, 后者决定方向, 然后将其他两个坐标值除以最大坐标值,得到新的坐标(s',t'),并据此来决定使用前面选中的纹理中的哪些纹素.

通常是调用函数glTexGen*()来自动生成立方图纹理坐标, 并指定下述两种纹理坐标生成模式之一: GL_REFLECTION_MAP和GL_NORMAL_MAP.

GL_REFLECTION_MAP适用于环境映射.

GL_NORMAL_MAP适用于渲染有定位光源和漫反射的场景.使用模型视点矩阵将顶点的发现向量变换为眼坐标(nx,ny,nz),并将其用作纹理坐标(s, t, r)

生成立方图纹理坐标的代码:

glTexGeni(GL_S, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_NORMAL_MAP);
glTexGeni(GL_T, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_NORMAL_MAP);
glTexGeni(GL_R, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_NORMAL_MAP);
glEnable(GL_TEXTURE_GEN_S);
glEnable(GL_TEXTURE_GEN_T);
glEnable(GL_TEXTURE_GEN_R);

glEnable(GL_TEXTURE_CUBE_MAP);

9.7 多重纹理

多重纹理让你在纹理操作流水线中依次将多个纹理应用于同一个多边形.
1. 使用多重纹理的步骤
注意:在返回模式下使用多重纹理时, 只有第一个纹理单元的操作结果是确定的.
1) 对于每个纹理单元, 指定其纹理映射参数, 包括纹理图像, 滤波方法, 映射方式, 纹理坐标生成方式和纹理矩阵.
   函数glGetIntegerv()使用参数GL_MAX_TEXTURE_UNITS 来了解OpenGL实现最多支持多少个纹理单元.
2) 指定顶点时, 使用函数glMultiTexCoord*()为每个顶点指定多组纹理坐标.每个纹理单元都需要一组坐标.每个纹理单元使用的坐标可能各不相同.

2. 建立纹理单元
使用多重纹理时, 需要有多个纹理单元. 每个纹理单元的功能都相同, 并存储了各自的纹理处理参数.包括:
1)纹理图像 2)滤波参数 3)纹理映射方式 4)纹理矩阵堆栈 5)纹理坐标生成模式 6)顶点数组(如果需要的话)

要设置纹理映射参数, 使用函数glActiveTexture()来指定要对其进行设置的纹理单元,
然后调用函数glTexImage*(), glTexParameter*(), glTexEnv*(), glTexGen*()和glBindTexture()来设置其纹理映射参数.
void glActiveTexture(GLenum texUnit);
功能: 选择一个纹理单元, 接下来的纹理函数将修改该纹理单元.
texUnit: 为符号常量GL_TEXTUREi,其中i的取值范围为0到k-1, k是OpenGL实现支持的最大纹理单元数.

3. 指定顶点及其纹理坐标
void glMultiTexCoord(1234)(sifd)(GLenum texUnit, TYPE coords);
void glMultiTexCoord(1234)v(sifd)(GLenum texUnit, TYPE* coords);
功能: 将参数coords中的纹理坐标(s, i, r, q)用于纹理单元texUnit, 参数texUnit的取值与函数glActiveTexture()中相同.

对位图或图像使用多重纹理时, 需要为每个光栅位置指定多组纹理坐标.
因此,每次调用函数glRasterPos*()或glWindowPos*()时, 为每个纹理单元调用函数glMultiTexCoord*().

4. 其他指定纹理坐标的方法
1) 自动生成纹理坐标(函数glTexGen*())
   使用函数glActiveTexture()来指定下面纹理坐标生成函数影响哪个纹理单元 glTexGen*(), glEnable(GL_TEXTURE_GEN_*), glDisable(GL_TEXTURE_GEN_*)
2) 使用顶点数组glTexCoordPointer()
   函数glClientActiveTexture()用于指出函数glTexCoordPointer()将为哪个纹理单元指定纹理坐标
   void glClientActiveTexture(GLenum texUnit);
   功能: 指定要用顶点数组为哪个纹理单元指定纹理坐标.
   texUnit: 取值与glActiveTexture相同.

5. 恢复到使用单个纹理单元
对处纹理单元0之外的所有纹理单元禁用纹理映射功能.

9.8 纹理组合函数

void glTexEnv[if](GLenum target, GLenum pname, TYPE param);
void glTexEnv[if]v(GLenum target, GLenum pname, TYPE* param);
功能: 设置当前纹理映射方式
target: 必须为GL_TEXTURE_FILTER_CONTROL 或 GL_TEXTURE_ENV.
pname: 如target为GL_TEXTURE_FILTER_CONTROL, pname必须为GL_TEXTURE_LOD_BIAS
param: pname为GL_TEXTURE_LOD_BIAS, param为浮点数, 用于指定GL_TEXTURE_LOD_BIAS的值.
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GL_COMBINE_RGB, GL_COMBINE_ALPHA, GL_RGB_SCALE 或 GL_ALPHA_SCALE.
如果设置了GL_COMBINE_RGB, 可能还需要设置参数GL_SOURCEi_RGB 和 GL_OPERANDi_RGB(其中i为0, 1, 2)的值.
如果设置了GL_COMBINE_ALPHA, 可能还需要设置参数GL_SOURCEi_ALPHA 和 GL_OPERANDi_ALPHA(其中i为0, 1, 2)的值.

参数target为GL_TEXTURE_ENV时参数pname和param的取值
pname               param
GL_TEXTURE_ENV_MODE       GL_DECAL, GL_REPLACE, GL_MODULATE, GL_BLEND, GL_ADD, GL_COMBINE
GL_TEXTURE_ENV_COLOR       包括4个浮点数的数组, 表示分量R, G, B, A的值
GL_COMBINE_RGB           GL_REPLACE, GL_MODULATE, GL_ADD, GL_ADD_SIGNED, GL_INTERPOLATE, GL_SUBTRACT, GL_DONT3_RGB, GL_DOT3_RGBA
GL_COMBINE_ALPHA       GL_REPLACE, GL_MODULATE, GL_ADD, GL_ADD_SIGNED, GL_INTERPOLATE, GL_SUBTRACT

GL_SOURCEi_RGB,
GL_SOURCEi_ALPHA       GL_TEXTURE, GL_TEXTUREEx, GL_CONSTANT, GL_PRIMARTY_COLOR, GL_PREVIOUS

GL_OPERANDi_RGB           GL_SRC_COLOR, GL_ONE_MINUS_SRC_COLOR, GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA
GL_OPERANDi_ALPHA       GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA
GL_RGB_SCALE           表示颜色分量缩放因子的浮点数
GL_ALPHA_SCALE           表示alpha分量缩放因子的浮点数

多重纹理, 不同的纹理单元中使用不同的组合函数, 执行步骤:
1) 使用合并函数, 首先必须调用函数glTexEnvf()
   glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_COMBINE);

2) 指定如何组合RGB, alpha值
参数param的值           组合函数
GL_REPLACE           Arg0
GL_MODULATE(默认)       Arg0 * Arg1
GL_ADD               Arg0 + Arg1
GL_ADD_SIGNED           Arg0 + Arg1 - 0.5
GL_INTERPOLATE           Arg0 * Arg2 + Arg1 * (1 - Arg2)
GL_SUBTRACT           Arg0 - Arg1

GL_DOT3_RGB  
GL_DOT3_RGBA           4*((Arg0r - 0.5)*(Arg1r - 0.5) + (Arg0g - 0.5)*(Arg1g - 0.5) + (Arg0b - 0.5)*(Arg1b - 0.5))
注意: 只能将参数GL_COMBINE_RGB的值设置为GL_DOT3_RGB和GL_DOT3_RGBA, 而不能将GL_COMBINE_ALPHA设置为这样的值.

组合函数GL_DOT3_RGB和GL_DOT3_RGBA之间的差别很小, 前者将R, G, B的值都设置为计算结果, 后者将R, G, B, A的值都设置为计算结果.

3)GL_SOURCEi_RGB来指定组合函数的第i个参数的来源, 例如: 组合函数GL_SUBTRACT需要两个参数.
指定组合函数的参数来源代码:
glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_SOURCE0_RGB, GL_TEXTURE);
glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_SOURCE1_RGB, GL_PREVIOUS);
参数pname为GL_SOURCEi_RGB时, 参数param指定组合函数第i个参数的来源, 其可能取值如下:
GL_TEXTURE: 第i个参数来自当前纹理单元中的纹理
GL_TEXTUREn: 第i个参数来自第n个纹理单元中的纹理
GL_CONSTANT: 使用GL_TEXTURE_ENV_COLOR设置的常量颜色
GL_PRIMARY_COLOR: 片元进入纹理单元0时的颜色, 即片元最初的颜色.
GL_PREVIOUS: 前一个纹理单元输出的片元颜色(对纹理单元0来说, 含义与GL_PRIMARY_COLOR相同)

4) 指定来源中的哪些值(RGB还是alpha), 以及如何使用它们.
GL_OPERAND/_RGB 指定如何使用来源GL_SOURCE/_RGB中的颜色值
GL_OPERAND/_ALPHA指定如何使用来源GL_SOURCEi_ALPHA中的ALPHA值
在RGB组合函数中使用alpha值的代码
static GLfloat constColor[4] = { 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 };
glTexEnvfv(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_COLOR, constColor);
glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_SOURCE2_RGB, GL_CONSTANT);
glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_OPERAND2_RGB, GL_SRC_ALPHA);
上例另Arg2的R,G,B分量都为0.4

5) (可选)设置RGB或alpha缩放因子. 默认设置如下:
glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_RGB_SCALE, 1.0);
glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_ALPHA_SCALE, 1.0);

6) 绘制几何体, 确定其顶点有合适的纹理坐标

插值组合函数

插值组合函数适合用于演示纹理组合函数的用法, 因为它有三个参数, 且支持多种指定来源和操作数的方式
插值组合函数: combiner.c

/* 用作常量纹理颜色 */
static GLfloat constColor[4] = {0.0, 0.0, 0.0, 0.0};

constColor[3] = 0.2;
glTexEnvfv(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_COLOR, constColor);
glBindTexture(GL_TEXTURE_ENV, texName[0]);
glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_COMBINE);
glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_COMBINE_RGB, GL_INTERPOLATE);
glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_SOURCE0_RGB, GL_TEXTURE);
glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_OPERAND0_RGB, GL_SRC_COLOR);
glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_SOURCE1_RGB, GL_PREVIOUS);
glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_OPERAND1_RGB, GL_SRC_COLOR);
glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_SOURCE2_RGB, GL_CONSTANT);
/* 接下来渲染几何体 */

一个活动的纹理单元. 由于组合函数为GL_INTERPOLATE. 因此有三个参数: 使用下述公式将这些参数组合起来: Arg0 * Arg2 + Arg1 * (1 - Arg2)
Arg0: 来自GL_TEXTURE---与当前绑定的纹理对象(texName[0])相关联的纹理图像.
Arg1: GL_PREVIOUS---前一个纹理单元的输出. 由于当前纹理单元0, 因此是片元最初的颜色值.
Arg2: GL_CONSTANT---常量颜色, 当前为(0.0, 0.0, 0.0, 0.2);

插值结果为纹理图像和片元的加权混合. 由于GL_OPERAND2_RGB被设置为GL_SRC_ALPHA, 因此常量颜色的alpha值被用于计算权重(Arg2)

上例, 程序将20%的纹理颜色和经过平滑着色的多边形颜色的80%混合起来.

9.9 执行纹理映射后应用辅助颜色

执行纹理映射后, 在计算雾效之前, 有时候可能将辅助颜色用于片元, 使得镜面反射区域(highlight)显得更真实

9.9.1 光照被禁用时的辅助颜色

光照被禁用,且颜色累积模式被启用---使用glEnable()调用参数GL_COLOR_SUM. 把当前的辅助颜色(由函数glSecondaryColor*()设置)与经过纹理映射处理后的片元颜色相加.
void glSecondaryColor3(b s i f d ub us ui)(TYPE r, TYPE g, TYPE b);
void glSecondaryColor3(b s i f d ub us ui)v(const TYPE *values);
功能: 设置当前辅助颜色的红, 绿, 黄分量的值。

9.9.2 光照被启用时的辅助镜面反射颜色

注意： 如果光照被启用， 则不管GL_COLOR_SUM模式是否被启用， 都将应用镜面反射颜色， 并忽略函数glSecondaryColor*()设置的辅助颜色.

9.10 纹理矩阵堆栈

要修改当前的纹理矩阵, 需要将矩阵模式设置为GL_TEXTURE, 如下所示

glMatrixMode(GL_TEXTURE);   /* 进入纹理矩阵模式 */
glRotated(...);
/* 其他矩阵操作 */
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);   /* 返回模型视图模式 */

1. q坐标
将纹理坐标(s, t, r, q)乘以纹理矩阵后, 得到的向量(s', t', r', q')被视为齐次纹理坐标. 换句话说, 根据s'/q', t'/q', r'/q'在纹理图像中查找纹素.

需要多种投影变换时, 可以使用q坐标.

9.11 深度纹理

(1) 从光源的角度渲染场景. 不管场景如何, 你只需要深度值, 复制深度缓存中的值, 将其存储到一个纹理图中, 以创建一个阴影图
(2) 生成纹理坐标, 其中(s, t)坐标表示阴影图中的位置, 第三个纹理坐标r是距离光源的距离.
    再次绘制场景, 绘制时将r值同深度纹理值进行比较, 以判断片元被光源照射还是位于阴影中.

9.11.1 创建阴影图

第一步是创建一个由深度值组成的纹理图. 为此, 将视点放在光源处, 并渲染场景.

范例中: 调用函数glGetLightfv()来获得当前的光源位置, 然后计算向上向量, 并使用它来进行视点变换.
        视口的大小设置成与纹理图相同, 然后, 设置合适的透视矩阵和视点矩阵, 渲染场景中的物体, 并将深度图像复制到纹理内存中,用作阴影图.
        最后, 将视口的位置和大小恢复到原来的设置.
1) 投影矩阵决定了灯罩的形状. 函数gluPerspective()的参数lightFovy和lightAspect决定了灯罩的大小.lightFovy越小, 越接近于聚光灯. 其值越大, 越接近于泛光灯.
2) 光源的近裁剪面和远裁剪面用于控制深度值的准确度. 近裁剪面和远裁剪面之间的距离越小, 深度值的准确度越高.
3) 在深度缓存中建立深度值后, 需要复制它们, 并以内部格式GL_DEPTH_COMPONENT将它们存储到纹理图中.
   范例使用函数glCopyTexImage2D()根据深度缓存的内容创建了一个纹理图像. 和其他纹理一样, 纹理图像的宽度和高度必须是2的幂