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。

glTexCoord2f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。glTexCoord2f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。