8.5 OpenGL纹理和采样器：纹理图像规范

本文主要是介绍8.5 OpenGL纹理和采样器：纹理图像规范，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

纹理图像规范 Texture Image Specification

void glTexImage3D( enum target, int level, int internalformat, sizei width, sizei height, sizei depth, int border, enum format, enum type, const void *data );

指定三维纹理图像。

target 必须是以下值之一：
- TEXTURE_3D 表示三维纹理；
- TEXTURE_2D_ARRAY 表示二维数组纹理；
- TEXTURE_CUBE_MAP_ARRAY 表示立方体贴图数组纹理；
- PROXY_TEXTURE_3D 表示三维代理纹理；
- PROXY_TEXTURE_2D_ARRAY 表示二维数组代理纹理；
- PROXY_TEXTURE_CUBE_MAP_ARRAY 表示立方体贴图数组代理纹理；
level 指定 mipmap 级别。0 表示基本纹理级别；更高的数值对应于更小分辨率的 mipmap 层次。
internalformat 可以指定为Table 8.11中列出的内部格式符号，也可以是Table 8.12-8.13中列出的尺寸化内部格式符号常量之一，或者是Table 8.14中列出的通用压缩内部格式符号常量之一，或者是在Table 8.14中列出的具体压缩内部格式符号常量之一。
width、height、depth分别指定纹理的宽度、高度和深度（对于 3D 纹理而言）。
border设置为 0，因为大多数现代 OpenGL 实现不支持带边框的纹理。
format、type和data指定图像数据的格式、类型以及当前绑定的像素解包缓冲区或客户端内存中图像数据的引用，如第8.4.4节所述。

内存中的组被视为按照一系列相邻的矩形排列。每个矩形是一个二维图像，其大小和排列方式由TexImage3D函数中的宽度和高度参数决定。UNPACK_ROW_LENGTH和UNPACK_ALIGNMENT值控制了这些图像行与行之间的间距，详情请参阅第8.4.4节。如果整数参数UNPACK_IMAGE_HEIGHT不为正，则每二维图像的行数为height；否则，行数为UNPACK_IMAGE_HEIGHT。每个二维图像包含整数个连续的行，并且紧邻其相邻图像。

选取三维图像子体积的机制依赖于整数参数UNPACK_SKIP_IMAGES。若该值为正，则在从内存获取第一个数据组之前，指针会向前移动UNPACK_SKIP_IMAGES乘以一个二维图像元素数量的距离。然后处理depth个二维图像，每个图像按照第8.4.4节描述的方式提取子图像。

如果基本内部格式为 DEPTH_STENCIL，而格式不是 DEPTH_STENCIL，则模板索引纹理分量的值是未定义的。

只有当目标为 TEXTURE_1D、TEXTURE_2D、TEXTURE_2D_MULTISAMPLE、TEXTURE_1D_ARRAY、TEXTURE_2D_ARRAY、TEXTURE_2D_MULTISAMPLE_ARRAY、TEXTURE_RECTANGLE、TEXTURE_CUBE_MAP、TEXTURE_CUBE_MAP_ARRAY、PROXY_TEXTURE_1D、PROXY_TEXTURE_2D、PROXY_TEXTURE_2D_MULTISAMPLE、PROXY_TEXTURE_1D_ARRAY、PROXY_TEXTURE_2D_ARRAY、PROXY_TEXTURE_2D_MULTISAMPLE_ARRAY、PROXY_TEXTURE_RECTANGLE、PROXY_TEXTURE_CUBE_MAP 或 PROXY_TEXTURE_CUBE_MAP_ARRAY 之一时，才支持基本内部格式为 DEPTH_COMPONENT、DEPTH_STENCIL 或 STENCIL_INDEX 的纹理，使用纹理图像规范命令。如果将这些格式与其他目标结合使用，将生成 INVALID_OPERATION 错误。

基本内部格式为 DEPTH_COMPONENT 或 DEPTH_STENCIL 的纹理要求具有深度分量数据或深度/模板分量数据。

具有其他基本内部格式的纹理要求 RGBA 分量数据。具有整数内部格式的纹理（参见表8.12）要求整数数据。

通用压缩内部格式不能直接用作纹理图像的内部格式。

所需的纹理格式 Required Texture Formats

实现必须至少支持每种基本内部格式的每种类型（unsigned int、float 等）的一个内部分量分辨率分配。

此外，实现必须支持以下尺寸化和压缩的内部格式。对于任何纹理类型请求这些尺寸化内部格式将至少分配内部分量大小，并且完全分配相应表中所示的该格式的组件类型：

在表8.12的“Req. tex.”列中标记的颜色格式。
表8.14中的所有特定压缩纹理格式。
在表8.13的“Req. format”列中标记的深度、深度+模板和模板格式。

特殊内部格式的编码 Encoding of Special Internal Formats

R11F_G11F_B10F 与 RGB9_E5需特殊处理。

如果指定了压缩内部格式，R、G、B 和 A 值映射到纹理组件的方式等同于表 8.11 中所指定相应基础内部格式组件的映射方式。指定的图像将通过由 GL 自行选择的一种（可能是有损的）压缩算法进行压缩。

OpenGL 实现可能会根据 TexImage3D、TexImage2D（见下文）或 TexImage1D（见下文）参数中的任何值（除了目标 target 参数外）来变化其内部组件分辨率的分配或者压缩内部格式的选择，但是分配和选定的压缩图像格式不能依赖于任何其他状态，并且一旦确定后就不能更改。此外，压缩图像格式的选择不得受到 data 参数的影响。分配必须是不变的；每次使用相同参数值指定纹理图像时，都必须选择相同的分配方案和压缩图像格式。这些分配规则同样适用于代理纹理，代理纹理在第 8.22 节中有详细描述。

纹理图像结构 Texture Image Structure

纹理图像排列方式：纹理图像数据按照一组组数值序列排列，从纹理图像的左下后角开始，逐行逐列排列，最后按深度堆叠。每个组的R、G、B、A分量根据表8.11进行映射。
目标为TEXTURE_CUBE_MAP_ARRAY时的处理：纹理图像的深度索引k表示一个层面，每个层面对应一个立方体贴图面。
内部数据类型的处理：根据纹理图像的内部数据类型不同，颜色分量进行相应的转换或者截断处理。
细节级别（level）的定义：主纹理图像的细节级别为0，细节级别必须为非负整数。
纹理图像的最大尺寸限制：纹理图像的最大尺寸受纹理目标、细节级别和图像的内部格式等因素的影响，采用方程8.3进行计算，且不同纹理类型有不同的计算方式。
资源限制和内存耗尽：由于资源限制，实现可能无法成功创建最大尺寸的纹理，可能导致内存耗尽。

void glTexImage2D( enum target, int level, int internalformat, sizei width, sizei height, int border, enum format, enum type, const void *data );

指定二维纹理图像。

target 必须是以下之一：
- TEXTURE_2D：表示一个二维纹理。
- TEXTURE_1D_ARRAY：表示一维数组纹理。
- TEXTURE_RECTANGLE：表示矩形纹理。
- 表 8.19 中列出的立方体贴图面目标之一，用于立方体贴图纹理。
- PROXY_TEXTURE_2D：表示二维代理纹理。
- PROXY_TEXTURE_1D_ARRAY：表示一维代理数组纹理。
- PROXY_TEXTURE_RECTANGLE：表示矩形代理纹理。
- PROXY_TEXTURE_CUBE_MAP：表示立方体贴图代理纹理。

其他参数与 TexImage3D 函数中的对应参数相同。

对于解码纹理图像的目的，TexImage2D 等同于调用 TexImage3D 并设置深度为 1，但忽略 UNPACK_SKIP_IMAGES 参数。

二维或矩形纹理由单一的二维纹理图像组成。立方体贴图纹理是一组六个二维纹理图像。表 8.19 中列出的六个立方体贴图面目标共同构成一个立方体贴图纹理。这些目标分别更新相应的立方体贴图面二维纹理图像。请注意，在指定、更新或查询立方体贴图六张二维图像时使用立方体贴图面目标，但在绑定到立方体贴图纹理对象（即当整个立方体贴图作为一个整体访问而非特定二维图像）时，应使用 TEXTURE_CUBE_MAP 目标。

void TexImage1D( enum target, int level, int internalformat, sizei width, int border, enum format, enum type, const void *data );

指定一维纹理图像。

target 必须是 TEXTURE_1D，或者在第 8.22 节讨论的特殊情况下为 PROXY_TEXTURE_1D。

从解码纹理图像的角度看，TexImage1D 等同于调用 TexImage2D 并设置高度为 1。

纹理图像中的元素（i, j, k）被称为纹理像素（texel）。对于二维纹理或一维数组纹理，k 参数无关紧要；对于一维纹理，j 和 k 都不相关。用于着色片段的纹理值通过在着色器中对纹理进行采样来确定，但可能并不对应任何实际的纹理像素。参见图 8.3。如果目标是 TEXTURE_CUBE_MAP_ARRAY，则纹理值由坐标 (s, t, r, q) 确定，其中 s、t 和 r 的定义与 TEXTURE_CUBE_MAP 相同，q 定义为立方体贴图数组中特定立方体贴图的索引。

如果TexImage1D、TexImage2D或TexImage3D的数据参数为NULL，并且像素解包缓冲对象为零，则将创建一个具有指定目标、级别、内部格式、边框、宽度、高度和深度的一维、二维或三维纹理图像，但是图像内容未指定。在这种情况下，不访问客户端内存中的像素值，也不执行像素处理。但是，将生成错误，就像数据指针有效一样。否则，如果像素解包缓冲对象不为零，则数据参数将按正常方式处理，以引用像素解包缓冲对象数据的开头。

Base Internal Format	RGBA, Depth, and Stencil Values	Internal Components
DEPTH_COMPONENT	Depth	D
DEPTH_STENCIL	Depth,Stencil	D,S
RED	R	R
RG	R,G	R,G
RGB	R,G,B	R,G,B
RGBA	R,G,B,A	R,G,B,A
STENCIL_INDEX	Stencil	S

Table 8.11: Conversion from RGBA, depth, and stencil pixel components to internal texture components. Texture components R, G, B, and A are converted back to RGBA colors during filtering as shown in table 15.1

Sized Internal Format	Base Internal Format	R	G	B	A	Share	CR	Req.rend.	Req.tex.
R8	RED	8					√	√	√
R8_SNORM	RED	s8					√		√
R16	RED	16					√	√	√
R16_SNORM	RED	s16					√		√
RG8	RG	8	8				√	√	√
RG8_SNORM	RG	s8	s8				√		√
RG16	RG	16	16				√	√	√
RG16_SNORM	RG	s16	s16				√		√
R3_G3_B2	RGB	3	3	2			√		√
RGB4	RGB	4	4	4			√		√
RGB5	RGB	5	5	5			√		√
RGB565	RGB	5	6	5			√	√	√
RGB8	RGB	8	8	8			√		√
RGB8_SNORM	RGB	s8	s8	s8			√		√
RGB10	RGB	10	10	10			√		√
RGB12	RGB	12	12	12			√		√
RGB16	RGB	16	16	16			√		√
RGB16_SNORM	RGB	s16	s16	s16			√		√
RGBA2	RGBA	2	2	2	2		√		√
RGBA4	RGBA	4	4	4	4		√	√	√
RGB5_A1	RGBA	5	5	5	1		√	√	√
RGBA8	RGBA	8	8	8	8		√	√	√
RGBA8_SNORM	RGBA	s8	s8	s8	s8		√		√
RGB10_A2	RGBA	10	10	10	2		√	√	√
RGB10_A2UI	RGBA	ui10	ui10	ui10	ui2		√	√	√
RGBA12	RGBA	12	12	12	12		√		√
RGBA16	RGBA	16	16	16	16		√	√	√
RGBA16_SNORM	RGBA	s16	s16	s16	s16		√		√
SRGB8	RGB	8	8	8			√		√
SRGB8_ALPHA8	RGBA	8	8	8	8		√	√	√
R16F	RED	f16					√	√	√
RG16F	RG	f16	f16				√	√	√
RGB16F	RGB	f16	f16	f16			√		√
RGBA16F	RGBA	f16	f16	f16	f16		√	√	√
R32F	RED	f32					√	√	√
RG32F	RG	f32	f32				√	√	√
RGB32F	RGB	f32	f32	f32			√		√
RGBA32F	RGBA	f32	f32	f32	f32		√	√	√
R11F_G11F_B10F	RGB	f11	f11	f10			√	√	√
RGB9_E5	RGB	9	9	9		5			√
R8I	RED	i8					√	√	√
R8UI	RED	ui8					√	√	√
R16I	RED	i16					√	√	√
R16UI	RED	ui16					√	√	√
R32I	RED	i32					√	√	√
R32UI	RED	ui32					√	√	√
RG8I	RG	i8	i8				√	√	√
RG8UI	RG	ui8	ui8				√	√	√
RG16I	RG	i16	i16				√	√	√
RG16UI	RG	ui16	ui16				√	√	√
RG32I	RG	i32	i32				√	√	√
RG32UI	RG	ui32	ui32				√	√	√
RGB8I	RGB	i8	i8	i8			√		√
RGB8UI	RGB	ui8	ui8	ui8			√		√
RGB16I	RGB	i16	i16	i16			√		√
RGB16UI	RGB	ui16	ui16	ui16			√		√
RGB32I	RGB	i32	i32	i32			√		√
RGB32UI	RGB	ui32	ui32	ui32			√		√
RGBA8I	RGBA	i8	i8	i8	i8		√	√	√
RGBA8UI	RGBA	ui8	ui8	ui8	ui8		√	√	√
RGBA16I	RGBA	i16	i16	i16	i16		√	√	√
RGBA16UI	RGBA	ui16	ui16	ui16	ui16		√	√	√
RGBA32I	RGBA	i32	i32	i32	i32		√	√	√
RGBA32UI	RGBA	ui32	ui32	ui32	ui32		√	√	√

Table 8.12: Correspondence of sized internal color formats to base internal formats, internal data type, and desired component resolutions for each sized internal format. The component resolution prefix indicates the internal data type: f is floating-point, i is signed integer, ui is unsigned integer, s is signed normalized fixed-point, and no prefix is unsigned normalized fixed-point. The “CR”, “Req. tex.”, and “Req. rend.” columns are described in sections 9.4, 8.5.1, and 9.2.5, respectively

Sized Internal Format	Base Internal Format	D bits	S bits	Req.format
DEPTH_COMPONENT16	DEPTH_COMPONENT	16		√
DEPTH_COMPONENT24	DEPTH_COMPONENT	24		√
DEPTH_COMPONENT32	DEPTH_COMPONENT	32
DEPTH_COMPONENT32F	DEPTH_COMPONENT	f32	√
DEPTH24_STENCIL8	DEPTH_STENCIL	24	ui8	√
DEPTH32F_STENCIL8	DEPTH_STENCIL	f32	ui8	√
STENCIL_INDEX1	STENCIL_INDEX		ui1
STENCIL_INDEX4	STENCIL_INDEX		ui4
STENCIL_INDEX8	STENCIL_INDEX		ui8	√
STENCIL_INDEX16	STENCIL_INDEX		ui16

Table 8.13: Correspondence of sized internal depth and stencil formats to base internal formats, internal data type, and desired component resolutions for each sized internal format. The component resolution prefix indicates the internal data type: f is floating-point, i is signed integer, ui is unsigned integer, and no prefix is fixed-point. The “Req. format” column is described in section 8.5.1

Compressed Internal Format	Base Internal Format	Type	Border Type	Copyable
COMPRESSED_RED	RED	Generic	unorm	√
COMPRESSED_RG	RG	Generic	unorm	√
COMPRESSED_RGB	RGB	Generic	unorm	√
COMPRESSED_RGBA	RGBA	Generic	unorm	√
COMPRESSED_SRGB	RGB	Generic	unorm	√
COMPRESSED_SRGB_ALPHA	RGBA	Generic	unorm	√
COMPRESSED_RED_RGTC1	RED	Specific	unorm	√
COMPRESSED_SIGNED_RED_RGTC1	RED	Specific	snorm	√
COMPRESSED_RG_RGTC2	RG	Specific	unorm	√
COMPRESSED_SIGNED_RG_RGTC2	RG	Specific	snorm	√
COMPRESSED_RGBA_BPTC_UNORM	RGBA	Specific	unorm	√
COMPRESSED_SRGB_ALPHA_BPTC_UNORM	RGBA	Specific	unorm	√
COMPRESSED_RGB_BPTC_SIGNED_FLOAT	RGB	Specific	float	√
COMPRESSED_RGB_BPTC_UNSIGNED_FLOAT	RGB	Specific	float	√
COMPRESSED_RGB8_ETC2	RGB	Specific	unorm
COMPRESSED_SRGB8_ETC2	RGB	Specific	unorm
COMPRESSED_RGB8_PUNCHTHROUGH_ALPHA1_ETC2	RGB	Specific	unorm
COMPRESSED_SRGB8_PUNCHTHROUGH_ALPHA1_ETC2	RGB	Specific	unorm
COMPRESSED_RGBA8_ETC2_EAC	RGBA	Specific	unorm
COMPRESSED_SRGB8_ALPHA8_ETC2_EAC	RGBA	Specific	unorm
COMPRESSED_R11_EAC	RED	Specific	unorm
COMPRESSED_SIGNED_R11_EAC	RED	Specific	snorm
COMPRESSED_RG11_EAC	RG	Specific	unorm
COMPRESSED_SIGNED_RG11_EAC	RG	Specific	snorm

Table 8.14: Generic and specific compressed internal formats. Specific formats are described in appendix D. The “Border Type” field determines how border colors are clamped, as described in section 8.14.2. The “Copyable” field specifies if the format may be used with non-compressed texture image commands

Major Axis Direction	Target	sc	tc	ma
+rx	TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_X	−rz	−ry	rx
−rx	TEXTURE_CUBE_MAP_NEGATIVE_X	rz	−ry	rx
+ry	TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_Y	rx	rz	ry
−ry	TEXTURE_CUBE_MAP_NEGATIVE_Y	rx	−rz	ry
+rz	TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_Z	rx	−ry	rz
−rz	TEXTURE_CUBE_MAP_NEGATIVE_Z	−rx	−ry	rz