我所理解的cocos2dx - 纹理（上）

　　3d图形渲染最重要就是把纹理贴到物体表面，这过程主要发生在着色器工作阶段，使用光栅化阶段插值计算得出纹理坐标从纹理中采样，然后对片段着色，可以处理丰富特效，光照阴影等。

 

光栅化

　作用是将2d图元转为帧缓冲的整数坐标的片段，每个片段包括颜色深度和模版值。首先确认视窗上哪些整数位置的片段会被图元覆盖，然后对图元进行插值计算。这些信息会被送入后续的阶段进行处理，最后结果用于更新帧缓冲上的该位置信息。片段的颜色由片段着色器决定，光栅化会生成一些易变变量。

　　多重采样：高分辨率信号以低分辨率表示无法准确运算出3d图形坐标时导致的图形混叠，具体就是锯齿的产生。多重采样就是解决这问题，它是通过以采样点为中心位置，对附近进行采样，共同决定这个点的颜色。多重采样的数据存储在帧缓冲额外的多重采样缓冲区。cocos2dx默认没有开多重采样，要手动设置CCEAGLView为yes开启，并且只能初始化的时候开启。

　　纹理坐标:纹理以左下角为原点，一个顶点在纹理中坐标通常使用uv，长宽是纹理的长宽，这是给客户端程序使用的。片段着色器使用坐标st，范围为0-1，这一规化过程在光栅化阶段完成。

 

像素矩阵

　　定义：二维像素数组，表示区域内的颜色，深度或者模版值。

　　像素矩阵从内存传输到服务端的过程叫解包，从服务端读取到内存叫压包。

　　像素存储模式：纹理像素编码用void PixelStorei(enum pname, T param)设置，会影响到像素矩阵数据传输相关指令，初始值4，合法值1248

　　纹理数据的传输：客户端->服务端，输入是像素数据，输出是0-1的rgba像素值，在操作的命令中，都会包含一些基本参数：

　　　　format：一个像素矩阵中数据的构成

　　　　data：ubyte或者ushot数组，数组中的元素被按照1，2，3或者4个分量形成一个组

　　　　也就是说，format决定data的分量意义和顺序。最后那个是亮度？

　　　　type:表示每个像素分量的构成（format），以及data数组中每个元素的数据类型（data里数据组成）代表上图每一个分享的大小，565说明是5红5蓝6绿的大小占位，人眼对绿色敏感。

　　解包：format描述像素矩阵的数据类型，type决定每个分量的构成，所以所有编码格式的像素矩阵的数量由format和type共同决定。其所有组合方式如下：byte占据一个byte，ushort占据2个。像素矩阵数据的传输，应该适当的选择内存中数据的对齐方式（c++里也有类似的思想），提升数据传输的性能。这里只是简单的对齐，会由8-4-2-1方式进行检查，哪个满足用哪个对齐，其参数为UNPACK_ALIGNMENT。

　　unsigned_short_4444,5551,565会被包装成一个ushort，2个byte，16位，数字代表每个分量的构成。例如5551就是rgb和1位alpha，要么透明套么不透明，适合用于字体或者蒙板。

　　所有类型，格式的数据被解包之后，他们的byte或者short会被转为浮点型，实际上是执行了归一化计算[-1,1]，之后还需要转为rgb格式，主要针对的是LUMINANCE和LUMINANCE_ALPHA，luminance会转化为rgb3个分量。所以最后，每个组都被转化为4个分量。一个像素矩阵就被解包为一个颜色值上传到gl缓冲区。

 

 客户端图像格式

　　服务端上为了渲染性能，纹理数据都是没压缩的，而客户端为了节省占用空间，一般进行了压缩，所以在传输前，需要解压图像，转为服务端可支持的格式。

　　纹理格式的对应关系：

　　图像数据格式转换：客户端需要把不同的图片格式转换成对应的客户端格式，通过convertDataToFormat实现，默认为auto，auto会尝试转为最接近的格式。实际上默认为rgba8888，如果我们不需要如此高质量的图像，可以设置为其他，玩家也看不出。

 

纹理对象和加载纹理

　　纹理在片段着色器被使用。

　　纹理对象是一个容器，拥有该纹理所需的所有数据，包括像素数据，过滤模式，扩展模式等。

　　glGenTextures(GLsizei n, GLuint *textures)创建纹理，n表示创建纹理对象的数量，textures用于保存分配的纹理名称。

　　glDeleteTetures(同上)删除

　　glBindTeture(GLenum target, GLuint texture)为了操作纹理，需要绑定一个当前操作的纹理，因为opengl不持有纹理的指针。

　　glTexImage2D(GLenum target, GLint level, GLenum internalFormat, width, height, border, format, type, pixels)target为纹理的一个面，level为多级纹理的级别，internalFormat为纹理在GL的存储格式，wh尺寸，format表示客户端图像数据的构成和顺序，type是gl中纹理的格式和数据类型，pixels表示客户端的图像数据缓冲对象。

　　纹理一旦传输到gl服务端，就会一致驻留在gpu，所以不用时记得删掉。

 

纹理单元和多重纹理

　　opengl 支持一个管线中使用多个纹理，使用纹理单元管理多个纹理的使用，每一个纹理对象都被放到一个纹理单元中，用glActiveTexture来激活纹理单元。激活实际上就是设置当前纹理单元，这样后续的命令可以将纹理绑定到这个单元上，通过宾得TextureDN来绑定纹理到纹理单元上。

 

纹理缩放

　　纹理被检测到缩放的时候，opengl会使用TEXTURE_MIN_FILTER或者TEXTURE_MAG_FILTER进行纹素过滤。

　　纹理缩小：多个紋素放到一个像素点去，将用texture_min_filiter来决定紋素的选择，有2个值：

　　　　GL_NEAREST:选择离坐标中心最近的紋素，速度快，导致严重失真

　　　　GL_LINEAR：选择坐标中心附近一个2*2的区域，进行双线性插值计算，得出一个合理的颜色值，损失性能，每一帧都进行，效果平滑

　　纹理放大：一般一个紋素用到多个像素点去，同上，nearest最近点取样，linear4个点求平均。

 

cocos2dx中设置过滤模式

　　设置过滤模式的方法有：

　　　　setTexParamters(const TexParam& texParams);　　//各种缩放纹理过滤模式，还能设置纹理的重复模式，来决定纹理超出尺寸的采样行为

　　　　setAntiAliansTexParameters();　　//锯齿

　　　　setAliasTexParmeters();　　//反锯齿

 

多级纹理

　　就预设好很多个不同size的图片，后续进行选择，其TEXTURE_MIN_FILTER新增4种模式

　　　　GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST：选择最近级别的纹理进行最近点采样

　　　　GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR：选择最近2个级别的纹理进行最近点采样，然后取线性插值

　　　　GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST：选择最近级别的纹理进行双线性采样

　　　　GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR：选择最近2个级别的纹理进行最近点采样，然后双线性采样，再取2个采样的线性插值

　　多级纹理的上传：level参数决定纹理的级别，一般最大尺寸为0。可以使用initWithMipmaps来上传多级纹理。这里可以针对低分辨率的设备避免上传过大的纹理，节省内存

　　多级纹理的生成：

　　　　glGenerateMipMap()生成，需要手动调用，但每次上传纹理需要执行，有一定性能消耗，但可减少内存占用。

　　　　使用工具，pvrtextool之类

 

纹理压缩

　　纹理需要传进gpu里，转为rgb或者rgba来处理，占用大量内存。

　　压缩纹理的特点：

　　　　1.解压速度：需要有较快的解压速度

　　　　2.随机读取：有时候只需要纹理的一部分，就需要随机读取的能力

　　　　3.压缩率和图像质量：一般为有损压缩

　　　　4.编码速度：没太大要求，因为一般发生在程序外

　　压缩纹理的实现：传统图像压缩使用可变的压缩比率，导致读某位置需要解压更多位置，不利于随机读取。压缩纹理用固定压缩比率，按比率分成多个像素块，每一个2*2或者4*4，然后对一块进行压缩，存在一个像素集合中（codebook），一块索引图（Index Map）中。读取时根据索引找个像素块，解压，读取偏移值信息，称为基于块的压缩算法。

　　pvrtc 和 pvrtc2:ios全产品和安卓大部分都支持这2个压缩格式。

　　pvrtc只支持pot纹理，网上说这个pot纹理在苹果里有个bug，会导致内存占用增多，大家都希望用npot。而pvrtc2就是增强版，支持了npot，增强画质，支持alpha预乘。两种都支持2bpp和4bpp的压缩比率。

　　etc，几乎所有安卓都支持这个。

　　支持4bpp，不支持alpha通道。有几个方式让他支持：
　　　　1.将alpha转为可见的灰度图像，拼接在一起，使得纹理高度为原来的2倍。缺点是纹理尺寸变大，限制原纹理的尺寸，有的不支持那么大

　　　　2.alpha通道单独生成一个纹理，用多重纹理技术绑定一起，后面混合即可。