OpenGL ES纹理贴图

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OpenGL可以把纹理映射到指定的图形的表面上。简单一点的，就是给平面映射纹理，比如一个四边形，一个长方体的6个面，都可以指定位图作为纹理映射到各个面上。

关于将一个位图作为纹理映射到某个或者多个面上，可以学习Jeff Molofee的OpenGL系列教程。

对于指定的多个纹理，要根据自己的需要映射到不同的面上，需要对位图创建一个数组，用来存储位图的名称，然后在初始化OpenGL的时候，可以读取这些位图，然后生成多个纹理存储到一个纹理数组中，接着就可以指定绘制的某个面，对该指定的面进行纹理映射。

下面，在的Jeff Molofee教程的第六课的基础上，实现对6个面分别进行不同的纹理映射。

准备工作就是制作6幅不同的位图，如图所示：


关键代码及其说明如下。

创建全局纹理数组

GLuint texture[6]; // 创建一个全局的纹理数组，用来存储将位图转换之后得到的纹理，对应于立方体的6个面


加载位图文件

加载位图，也就是把位图读取到内存空间，实现纹理的创建，加载位图的函数说明一下：

AUX_RGBImageRec *LoadBMP(char *Filename) // 根据位图文件的名称进行加载
{
FILE *File=NULL; // 文件指针

if (!Filename) // 如果没有指定位图文件名称就返回NULL
{
return NULL;
}

File=fopen(Filename,"r"); // 根据指定的位图文件名称，打开该位图文件

if (File) // 如果位图文件存在
{
fclose(File); // 因为只是需要判断问题是否存在，而不需要对位图文件进行写操作，所以关闭位图文件
return auxDIBImageLoad(Filename); // 其实，只需要一个真正存在的位图文件的名称，实现加载位图文件，并返回一个指针
}

return NULL; // 位图文件加载失败就返回NULL
}

上面实现加载位图的函数中，AUX_RGBImageRec是glaux.h中定义的类型，该类型的定义如下所示：

/*
** RGB Image Structure
*/

typedef struct _AUX_RGBImageRec {
GLint sizeX, sizeY;
unsigned char *data;
} AUX_RGBImageRec;

首先，AUX_RGBImageRec类型是一个RGB图像结构类型。该结构定义了三个成员：

sizeX —— 图像的宽度；
sizeY —— 图像的高度；
data; —— 图形所包含的数据，其实也就是该图形在内存中的像素数据的一个指针。

AUX_RGBImageRec类型的变量描述了一幅图像的特征。

上述函数中，调用了glaux.h库文件中的auxDIBImageLoad函数，其实它是一个宏，函数原型为auxRGBImageLoadW(LPCWSTR)或者auxRGBImageLoadA(LPCSTR)，可以在该库文件中找到它的定义，如下所示：

/* AUX_RGBImageRec * APIENTRY auxRGBImageLoad(LPCTSTR); */
#ifdef UNICODE
#define auxRGBImageLoad auxRGBImageLoadW
#else
#define auxRGBImageLoad auxRGBImageLoadA
#endif
AUX_RGBImageRec * APIENTRY auxRGBImageLoadA(LPCSTR);
AUX_RGBImageRec * APIENTRY auxRGBImageLoadW(LPCWSTR);

#ifdef UNICODE
#define auxDIBImageLoad auxDIBImageLoadW
#else
#define auxDIBImageLoad auxDIBImageLoadA
#endif
AUX_RGBImageRec * APIENTRY auxDIBImageLoadA(LPCSTR);
AUX_RGBImageRec * APIENTRY auxDIBImageLoadW(LPCWSTR);

宏auxDIBImageLoad实现的功能就是：根据指定的位图名称，将该位图的信息加载到内存中，以便用来创建成为纹理。

创建纹理并加载纹理

用于创建并加载纹理的函数为LoadGLTextures，实现如下所示：

int LoadGLTextures() // 根据加载的位图创建纹理
{
int Status=FALSE; // 指示纹理创建是否成功的标志

AUX_RGBImageRec *TextureImage[6]; // 创建一个纹理图像数组，这里指定数组大小为6

memset(TextureImage,0,sizeof(void *)*6); // 初始化纹理图像数组，为其分配内存

char *pictures[] = { // 创建一个位图名称数组，对应6幅位图
"Data/No1.bmp",
"Data/No2.bmp",
"Data/No3.bmp",
"Data/No4.bmp",
"Data/No5.bmp",
"Data/No6.bmp"
};
for(int i=0; i<6; i++) // 遍历位图名称数组，根据位图名称分别生成
{
if (TextureImage[i]=LoadBMP(pictures[i])) // 加载位图i成功，修改状态标志变量Status为TRUE
{
Status=TRUE;

glGenTextures(1, &texture[i]); // 为第i个位图创建纹理
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[i]); // 将生成的纹理的名称绑定到指定的纹理上
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, 3, TextureImage[i]->sizeX, TextureImage[i]->sizeY, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, TextureImage[i]->data);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_LINEAR);
}

if (TextureImage[i]) // 释放位图数组占用的内存空间
{
if (TextureImage[i]->data)
{
free(TextureImage[i]->data);
}

free(TextureImage[i]);
}
}
return Status; // 创建纹理并加载，返回成功或者失败的标志Status
}

上述函数是创建和加载纹理的核心实现。

1、glGenTextures函数

其中，调用了glGenTextures函数，查看MSDN可以看到，声明如下所示：

void glGenTextures(
GLsizei n,
GLuint * textures
);

函数参数的含义：

n —— 生成的纹理的名称的个数；

textures —— 生成的纹理名称所存储位置的指针，也就是一个纹理数组的内存地址，或者说是数组首元素的内存地址。

函数被调用，会生成一系列纹理的名字，并存储到指定的数组中。

2、glBindTexture函数

glBindTexture函数实现了将调用glGenTextures函数生成的纹理的名字绑定到对应的目标纹理上。该函数的声明如下所示：

void glBindTexture(
GLenum target,
GLuint texture
);

函数参数的含义：

target —— 纹理被绑定的目标，它只能取值GL_TEXTURE_1D或者GL_TEXTURE_2D；

texture —— 纹理的名称，并且，该纹理的名称在当前的应用中不能被再次使用。

3、glTexImage2D函数

调用glTexImage2D函数，用来指定二维纹理图像。该函数的声明如下所示：

void glTexImage2D(
GLenum target,
GLint level,
GLint components,
GLsizei width,
GLsizei height,
GLint border,
GLenum format,
GLenum type,
const GLvoid *pixels
);

函数参数的含义：

target —— 指定目标纹理，必须为GL_TEXTURE_2D；

level —— 指定图像级别的编号，0表示基本图像，其它可以参考MSDN；

components —— 纹理中颜色组件的编号，可是是1或2或3或4；

width —— 纹理图像的宽度；

height —— 纹理图像的高度；

border —— 纹理图像的边框宽度，必须是0或1；

format —— 指定像素数据的格式，一共有9个取值：GL_COLOR_INDEX、GL_RED、GL_GREEN、GL_BLUE、GL_ALPHA、GL_RGB、GL_RGBA、GL_BGR_EXT、GL_BGRA_EXT、GL_LUMINANCE、GL_LUMINANCE_ALPHA ，具体含义可以参考MSDN；

type —— 像素数据的数据类型，取值可以为GL_UNSIGNED_BYTE, GL_BYTE, GL_BITMAP, GL_UNSIGNED_SHORT, GL_SHORT, GL_UNSIGNED_INT, GL_INT, and GL_FLOAT；

pixels —— 内存中像素数据的指针。

4、glTexParameteri函数

glTexParameteri函数或者glTexParameterf函数用来设置纹理参数，声明如下所示：

void glTexParameterf(
GLenum target,
GLenum pname,
GLfloat param
);

void glTexParameteri(
GLenum target,
GLenum pname,
GLint param
);

函数参数的含义：

target —— 目标纹理，必须为GL_TEXTURE_1D或GL_TEXTURE_2D；

pname —— 用来设置纹理映射过程中像素映射的问题等，取值可以为：GL_TEXTURE_MIN_FILTER、GL_TEXTURE_MAG_FILTER、GL_TEXTURE_WRAP_S、GL_TEXTURE_WRAP_T，详细含义可以查看MSDN；

param —— 实际上就是pname的值，可以参考MSDN。

另外，该类函数还有两个：

void glTexParameterfv(
GLenum target,
GLenum pname,
const GLfloat *params
);

void glTexParameteriv(
GLenum target,
GLenum pname,
const GLint *params
);

上述程序中调用如下：

glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_LINEAR);

功能就是实现线形滤波的功能，当纹理映射到图形表面以后，如果因为其它条件的设置导致纹理不能更好地显示的时候，进行过滤，按照指定的方式进行显示，可能会过滤掉显示不正常的纹理像素。

纹理映射过程

纹理映射的过程是在DrawGLScene函数中实现的，也就是在绘制图形的过程中，直接进行我呢里映射，或者称为，为指定的平面贴纹理，DrawGLScene函数实现如下所示：

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

glRotatef(xrot,1.0f,0.0f,0.0f);
glRotatef(yrot,0.0f,1.0f,0.0f);
glRotatef(zrot,0.0f,0.0f,1.0f);


// Front Face
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[0]); // 选择第一个纹理texture[0]，进行贴纹理
glBegin(GL_QUADS);
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();

// Back Face
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[1]); // 选择第二个纹理texture[1]，进行贴纹理
glBegin(GL_QUADS);
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);
glEnd();

// Top Face
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[2]); // 选择第三个纹理texture[2]，进行贴纹理
glBegin(GL_QUADS);
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);
glEnd();

// Bottom Face
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[3]); // 选择第四个纹理texture[3]，进行贴纹理
glBegin(GL_QUADS);
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);
glEnd();

// Right face
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[4]); // 选择第五个纹理texture[4]，进行贴纹理
glBegin(GL_QUADS);
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);
glEnd();

// Left Face
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[5]); // 选择第六个纹理texture[5]，进行贴纹理
glBegin(GL_QUADS);
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;
}

因为，通过前面的过程，已经将位图加载并创建和加载纹理成功，纹理数组已经存在于内存之中，调用上述函数实现纹理映射，即，从内存中取出指定的纹理，将其映射到立方体的指定的面上。

上述函数中调用了glTexCoord2f函数，设置纹理坐标，该函数的声明如下所示：

void glTexCoord2f(
GLfloat s,
GLfloat t
);

glTexCoord2f 的第一个参数是X坐标，当s=0.0f 时是纹理的左侧，s=0.5f 时是纹理的中点，s=1.0f 时是纹理的右侧。 glTexCoord2f 的第二个参数是Y坐标，t=0.0f 是纹理的底部，t=0.5f 是纹理的中点， t=1.0f 是纹理的顶部。

上述函数在为前面那个面映射纹理的时候调用如下：

// Front Face
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[0]);
glBegin(GL_QUADS);
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();

其中：

glTexCoord2f(0.0f, 0.0f);表示将纹理texture[0]的左下角坐标(0.0f, 0.0f)映射到立方体前面那个面的顶点(-1.0f, -1.0f, 1.0)上；

glTexCoord2f(1.0f, 0.0f);表示将纹理texture[0]的右下角坐标(1.0f, 0.0f)映射到立方体前面那个面的顶点(1.0f, -1.0f, 1.0f)上；

glTexCoord2f(1.0f, 1.0f);表示将纹理texture[0]的右上角坐标(1.0f, 1.0f)映射到立方体前面那个面的顶点(1.0f, 1.0f, 1.0f)上；

glTexCoord2f(0.0f, 1.0f);表示将纹理texture[0]的左上角坐标(0.0f, 1.0f)映射到立方体前面那个面的顶点(-1.0f, 1.0f, 1.0f)上。

这样，纹理texture[0]就被映射到了立方体前面那个面上。

纹理映射结果

为了使立方体能够运动起来，对立方体进行累的旋转变换，而且，定义了三个全局变量：

GLfloat xrot; // 沿着x旋转的变量
GLfloat yrot; // 沿着y旋转的变量
GLfloat zrot; // 沿着z旋转的变量

初始化都为0，然后，在每次调用DrawGLScene函数的时候，改变x、y、z的分量值，在DrawGLScene函数中如下所示：

xrot+=0.3f;
yrot+=0.2f;
zrot+=0.4f;

在DrawGLScene函数中还要执行旋转变换：

glRotatef(xrot,1.0f,0.0f,0.0f);
glRotatef(yrot,0.0f,1.0f,0.0f);
glRotatef(zrot,0.0f,0.0f,1.0f);

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今天纠结于怎么在一个图上画多个图形，分别贴上纹理，看完了上面的文章，恍然大悟。改改代码，总算成功了。
在android中的实现代码如下，
首先在onSurfaceCreate()的时候，要先把这些图像载入进来，读取到内存中，给它们分配textureID.
public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
/*
* By default, OpenGL enables features that improve quality
* but reduce performance. One might want to tweak that
* especially on software renderer.
*/
glDisable(GL_DITHER);

/*
* Some one-time OpenGL initialization can be made here
* probably based on features of this particular context
*/
glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT,
GL_FASTEST);

glClearColor(.5f, .5f, .5f, 1);
glShadeModel(GL_SMOOTH);
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
glEnable(GL_TEXTURE_2D);

/*
* Create our texture. This has to be done each time the
* surface is created.
*/

int[] textures = new int[2];
//这里是给textures这个数组中的每一个id,创建一个对应的纹理。第一个参数是1.
glGenTextures(1, textures, 0);


mTextureID = textures[0];
textureID2 = textures[1];
for(int i=0;i<textures.length;i++){
//之前已经创建好了纹理，这一步可以想象为有一个隐藏的局部变量a，我们把这个变量a指向之前在内存中分配好的一个纹理textures[i].
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textures[i]);

glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER,
GL_NEAREST);
glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D,
GL_TEXTURE_MAG_FILTER,
GL_LINEAR);

glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S,
GL_CLAMP_TO_EDGE);
glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T,
GL_CLAMP_TO_EDGE);

glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE,
GL_REPLACE);
//读取图像文件
InputStream is;
if(i == 0){
is = mContext.getResources().openRawResource(R.drawable.robot);
}else{
is = mContext.getResources()
.openRawResource(R.drawable.yellow);
}

Bitmap bitmap;
try {
bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is);
} finally {
try {
is.close();
} catch(IOException e) {
// Ignore.
}
}
//这里就用到了之前所说的那个隐藏的变量a,
//把bitmap写到a所指向的那个texture里面。
GLUtils.texImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, bitmap, 0);
bitmap.recycle();
}

}

存好之后，要使用如下：
public void onDrawFrame(GL10 gl) {
/*
* By default, OpenGL enables features that improve quality
* but reduce performance. One might want to tweak that
* especially on software renderer.
*/
glDisable(GL_DITHER);

glTexEnvx(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE,
GL_MODULATE);

/*
* Usually, the first thing one might want to do is to clear
* the screen. The most efficient way of doing this is to use
* glClear().
*/

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

/*
* Now we're ready to draw some 3D objects
*/

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity();

GLU.gluLookAt(gl, 0, 0, -5, 0f, 0f, 0f, 0f, 1.0f, 0.0f);

glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
glEnableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);

glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
//隐藏局部变量a,指向一个texture.之前是指到那块内存，然后写进去
//这里是拿出来用的。
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, mTextureID);

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

/*long time = SystemClock.uptimeMillis() % 4000L;
float angle = 0.090f * ((int) time);

glRotatef(angle, 0, 0, 1.0f);
*/
rectangle.draw(gl);//这里用texture1作为纹理。
//绑定texture2，作为纹理。
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureID2);
tri.draw(gl);
}

rectangle的draw()和trig的draw()方法是一样的：
public void draw(GL10 gl) {
glFrontFace(GL_CCW);
glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, mFVertexBuffer);//指定轮廓
glEnable(GL_TEXTURE_2D);
glTexCoordPointer(2, GL_FLOAT, 0, mTexBuffer);//指定纹理位置
glDrawElements(GL_TRIANGLE_STRIP, VERTS,
GL_UNSIGNED_SHORT, mIndexBuffer);//画图
}

在使用GLUtils.texImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, bitmap, 0);的时候，可以不调用glBindTexture(),把图像载入到当前默认的一个texture里面，后面draw()的时候也不必去glBindTexture()。但这只能载入一个图像，多个的话就不行了，必须指定texture,每个图像绑定到一个texture上面。