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147
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@@ -107,4 +107,149 @@ void key_callback(GLFWwindow* window, int key, int scancode, int action, int mod
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glfwSetKeyCallback(window, key_callback);
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```
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除了按键回调函数之外,我们还能我们自己的函数注册其它的回调。例如,我们可以注册一个回调函数来处理窗口尺寸变化、处理一些错误信息等。我们可以在创建窗口之后,开始游戏循环之前注册各种回调函数。
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除了按键回调函数之外,我们还能我们自己的函数注册其它的回调。例如,我们可以注册一个回调函数来处理窗口尺寸变化、处理一些错误信息等。我们可以在创建窗口之后,开始游戏循环之前注册各种回调函数。
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## 01-06 纹理
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### SOIL
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SOIL是简易OpenGL图像库(Simple OpenGL Image Library)的缩写,它支持大多数流行的图像格式,使用起来也很简单,你可以从他们的[主页](http://www.lonesock.net/soil.html)下载。像其它库一样,你必须自己生成**.lib**。你可以使用**/projects**文件夹内的任意一个解决方案(Solution)文件(不用担心他们的Visual Studio版本太老,你可以把它们转变为新的版本,这一般是没问题的。译注:用VS2010的时候,你要用VC8而不是VC9的解决方案,想必更高版本的情况亦是如此)来生成你自己的**.lib**文件。你还要添加**src**文件夹里面的文件到你的**includes**文件夹;对了,不要忘记添加**SOIL.lib**到你的链接器选项,并在你代码文件的开头加上`#include <SOIL.h>`。
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下面的教程中,我们会使用一张[木箱](img/01/06/container.jpg)的图片。要使用SOIL加载图片,我们需要使用它的<fun>SOIL_load_image</fun>函数:
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```c++
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int width, height;
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unsigned char* image = SOIL_load_image("container.jpg", &width, &height, 0, SOIL_LOAD_RGB);
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```
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函数首先需要输入图片文件的路径。然后需要两个`int`指针作为第二个和第三个参数,SOIL会分别返回图片的**宽度**和**高度**到其中。后面我们在生成纹理的时候会用图像的宽度和高度。第四个参数指定图片的**通道**(Channel)数量,但是这里我们只需留为`0`。最后一个参数告诉SOIL如何来加载图片:我们只关注图片的`RGB`值。结果会储存为一个很大的char/byte数组。
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### 生成纹理
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和之前生成的OpenGL对象一样,纹理也是使用ID引用的。让我们来创建一个:
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```c++
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GLuint texture;
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glGenTextures(1, &texture);
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```
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<fun>glGenTextures</fun>函数首先需要输入生成纹理的数量,然后把它们储存在第二个参数的`GLuint`数组中(我们的例子中只是一个单独的`GLuint`),就像其他对象一样,我们需要绑定它,让之后任何的纹理指令都可以配置当前绑定的纹理:
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```c++
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glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);
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```
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现在纹理已经绑定了,我们可以使用前面载入的图片数据生成一个纹理了。纹理可以通过<fun>glTexImage2D</fun>来生成:
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```c++
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glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, width, height, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, image);
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glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);
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```
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函数很长,参数也不少,所以我们一个一个地讲解:
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- 第一个参数指定了纹理目标(Target)。设置为<var>GL_TEXTURE_2D</var>意味着会生成与当前绑定的纹理对象在同一个目标上的纹理(任何绑定到<var>GL_TEXTURE_1D</var>和<var>GL_TEXTURE_3D</var>的纹理不会受到影响)。
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- 第二个参数为纹理指定多级渐远纹理的级别,如果你希望单独手动设置每个多级渐远纹理的级别的话。这里我们填0,也就是基本级别。
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- 第三个参数告诉OpenGL我们希望把纹理储存为何种格式。我们的图像只有`RGB`值,因此我们也把纹理储存为`RGB`值。
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- 第四个和第五个参数设置最终的纹理的宽度和高度。我们之前加载图像的时候储存了它们,所以我们使用对应的变量。
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- 下个参数应该总是被设为`0`(历史遗留问题)。
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- 第七第八个参数定义了源图的格式和数据类型。我们使用RGB值加载这个图像,并把它们储存为`char`(byte)数组,我们将会传入对应值。
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- 最后一个参数是真正的图像数据。
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当调用<fun>glTexImage2D</fun>时,当前绑定的纹理对象就会被附加上纹理图像。然而,目前只有基本级别(Base-level)的纹理图像被加载了,如果要使用多级渐远纹理,我们必须手动设置所有不同的图像(不断递增第二个参数)。或者,直接在生成纹理之后调用<fun>glGenerateMipmap</fun>。这会为当前绑定的纹理自动生成所有需要的多级渐远纹理。
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生成了纹理和相应的多级渐远纹理后,释放图像的内存并解绑纹理对象是一个很好的习惯。
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```c++
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SOIL_free_image_data(image);
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glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
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```
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生成一个纹理的过程应该看起来像这样:
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```c++
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GLuint texture;
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glGenTextures(1, &texture);
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glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);
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// 为当前绑定的纹理对象设置环绕、过滤方式
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...
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// 加载并生成纹理
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int width, height;
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unsigned char* image = SOIL_load_image("container.jpg", &width, &height, 0, SOIL_LOAD_RGB);
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glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, width, height, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, image);
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glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);
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SOIL_free_image_data(image);
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glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
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```
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### 纹理单元
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你可能会奇怪为什么`sampler2D`变量是个uniform,我们却不用<fun>glUniform</fun>给它赋值。使用<fun>glUniform1i</fun>,我们可以给纹理采样器分配一个位置值,这样的话我们能够在一个片段着色器中设置多个纹理。一个纹理的位置值通常称为一个<def>纹理单元</def>(Texture Unit)。一个纹理的默认纹理单元是0,它是默认的激活纹理单元,所以教程前面部分我们没有分配一个位置值。
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纹理单元的主要目的是让我们在着色器中可以使用多于一个的纹理。通过把纹理单元赋值给采样器,我们可以一次绑定多个纹理,只要我们首先激活对应的纹理单元。就像<fun>glBindTexture</fun>一样,我们可以使用<fun>glActiveTexture</fun>激活纹理单元,传入我们需要使用的纹理单元:
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```c++
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glActiveTexture(GL_TEXTURE0); //在绑定纹理之前先激活纹理单元
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glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);
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```
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激活纹理单元之后,接下来的<fun>glBindTexture</fun>函数调用会绑定这个纹理到当前激活的纹理单元,纹理单元<var>GL_TEXTURE0</var>默认总是被激活,所以我们在前面的例子里当我们使用`glBindTexture`的时候,无需激活任何纹理单元。
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!!! Important
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OpenGL至少保证有16个纹理单元供你使用,也就是说你可以激活从<var>GL_TEXTURE0</var>到<var>GL_TEXTRUE15</var>。它们都是按顺序定义的,所以我们也可以通过<var>GL_TEXTURE0 + 8</var>的方式获得<var>GL_TEXTURE8</var>,这在当我们需要循环一些纹理单元的时候会很有用。
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我们仍然需要编辑片段着色器来接收另一个采样器。这应该相对来说非常直接了:
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```c++
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#version 330 core
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...
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uniform sampler2D ourTexture1;
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uniform sampler2D ourTexture2;
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void main()
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{
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color = mix(texture(ourTexture1, TexCoord), texture(ourTexture2, TexCoord), 0.2);
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}
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```
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最终输出颜色现在是两个纹理的结合。GLSL内建的<fun>mix</fun>函数需要接受两个值作为参数,并对它们根据第三个参数进行线性插值。。如果第三个值是`0.0`,它会返回第一个输入;如果是`1.0`,会返回第二个输入值。`0.2`会返回`80%`的第一个输入颜色和`20%`的第二个输入颜色,即返回两个纹理的混合色。
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我们现在需要载入并创建另一个纹理;你应该对这些步骤很熟悉了。记得创建另一个纹理对象,载入图片,使用<fun>glTexImage2D</fun>生成最终纹理。对于第二个纹理我们使用一张[你学习OpenGL时的面部表情](img/01/06/awesomeface.png)图片。
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为了使用第二个纹理(以及第一个),我们必须改变一点渲染流程,先绑定两个纹理到对应的纹理单元,然后定义哪个uniform采样器对应哪个纹理单元:
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```c++
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glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
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glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture1);
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glUniform1i(glGetUniformLocation(ourShader.Program, "ourTexture1"), 0);
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glActiveTexture(GL_TEXTURE1);
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glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture2);
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glUniform1i(glGetUniformLocation(ourShader.Program, "ourTexture2"), 1);
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glBindVertexArray(VAO);
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glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, 0);
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glBindVertexArray(0);
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```
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注意,我们使用<fun>glUniform1i</fun>设置uniform采样器的位置值,或者说纹理单元。通过<fun>glUniform1i</fun>的设置,我们保证每个uniform采样器对应着正确的纹理单元。你应该能得到下面的结果:
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你可能注意到纹理上下颠倒了!这是因为OpenGL要求y轴`0.0`坐标是在图片的底部的,但是图片的y轴`0.0`坐标通常在顶部。一些图片加载器比如[DevIL](http://openil.sourceforge.net/tuts/tut_10/index.htm)在加载的时候有选项重置y原点,但是SOIL没有。SOIL却有一个叫做<fun>SOIL_load_OGL_texture</fun>函数可以使用一个叫做<var>SOIL_FLAG_INVERT_Y</var>的标记加载**并**生成纹理,这可以解决我们的问题。不过这个函数用了一些在现代OpenGL中失效的特性,所以现在我们仍需坚持使用<fun>SOIL_load_image</fun>,自己做纹理的生成。
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所以修复我们的小问题,有两个选择:
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1. 我们可以改变顶点数据的纹理坐标,翻转`y`值(用1减去y坐标)。
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2. 我们可以编辑顶点着色器来自动翻转`y`坐标,替换`TexCoord`的值为`TexCoord = vec2(texCoord.x, 1.0f - texCoord.y);`。
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!!! Attention
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上面提供的解决方案仅仅通过一些黑科技让图片翻转。它们在大多数情况下都能正常工作,然而实际上这种方案的效果取决于你的实现和纹理,所以最好的解决方案是调整你的图片加载器,或者以一种y原点符合OpenGL需求的方式编辑你的纹理图像。
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如果你编辑了顶点数据,在顶点着色器中翻转了纵坐标,你会得到下面的结果:
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如果你看到了一个开心的箱子,你就做对了。你可以对比一下[源代码](http://learnopengl.com/code_viewer.php?code=getting-started/textures_combined),以及[顶点着](http://learnopengl.com/code_viewer.php?type=vertex&code=getting-started/texture)和[片段](http://learnopengl.com/code_viewer.php?type=fragment&code=getting-started/texture)着色器。
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