OpenGL学习（4）——纹理

拖了半个多月的博客，这次学习如何使用纹理（Texture）贴图来实现更多的细节。

生成纹理对象

和创建VAO、VBO方法类似，调用glGenTextures函数。
glGenTextures(1, &texture);

绑定并配置纹理对象

glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);

调用四次glTexParameter函数：

2D纹理坐标的横坐标和纵坐标范围都在[0, 1]，当设置的横坐标超出这个范围，则以GL_REPEAT的形式显示纹理；
同理，当设置的纵坐标范围超出[0, 1]范围，同样以GL_REPEAT的形式显示纹理。不同选项下纹理的显示效果如下：
当纹理被缩小时，一个屏幕像素对应多个纹理像素，采用GL_LINEAR即线性过滤进行采样；
当纹理被放大时，一个纹理像素对应多个屏幕像素，同样采用线性过滤进行采样。可选择的过滤方式还有GL_NEAREST，GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST，GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST，GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR和GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR，需要注意的是，后四种过滤方式只能使用在纹理被缩小的情况下。

加载纹理图像

首先添加库stb_image.h。

#define STB_IMAGE_IMPLEMENTATION
#include "stb_image.h"

调用库函数stbi_load加载图片，五个参数分别设置图片的路径，输出图片的宽度，高度，默认颜色通道数和自定义颜色通道数。这里设置自定义颜色通道数为0，表示输出图片默认的颜色通道数。
unsigned char *imageData = stbi_load("/path/xxx.jpg", &width, &height, &nrChannel, 0);
若图片加载成功，调用glTexImage2D函数使用被加载的图片参数生成2D纹理图像。注意第三和第七个参数虽然都设置成GL_RGB，但含义不同。第三个参数设置OpenGL存储纹理数据的格式，而第七个参数表示图片被加载时生成的数据格式。
之后调用glGenerateMipmap函数根据纹理图像生成Mipmap。

glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, width, height, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, imageData);
glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);

最后释放内存并解绑纹理对象。

stbi_image_free(imageData);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);

配置顶点属性指针

在顶点数据中添加纹理坐标，四个顶点的纹理坐标分别为（2.0f, 2.0f），（0.0f, 2.0f），（2.0f, 0.0f）和（0.0f, 0.0f）

float vertices[] = {0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 2.0f, 2.0f,
                    -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 2.0f,
                    0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 2.0f, 0.0f,
                    -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f};

配置顶点属性指针的函数调用和参数说明参见《绘制三角形》

glVertexAttribPointer(2, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8*sizeof(float), (void*)(6*sizeof(float))); //配置纹理坐标
glEnableVertexAttribArray(2); //使能属性位置2

编写Shader

首先是Vertex Shader，Tex的属性位置为2，表示纹理坐标：

#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 Pos;
layout (location = 1) in vec3 Col;
layout (location = 2) in vec2 Tex;
out vec4 Color;
out vec2 texCoord;
void main()
{
    gl_Position = vec4(Pos, 1.0f);
    Color = vec4(Col, 1.0f);
    texCoord = Tex;
}

添加sampler2D类型的变量，使Fragment Shader能够访问之前创建的纹理对象：

#version 330 core
out vec4 FragColor;
in vec4 Color;
in vec2 texCoord;
uniform sampler2D texSampler;
void main()
{
    FragColor = texture(texSampler, texCoord) * Color;
}

渲染循环

ourShader.use();
glBindVertexArray(VAO);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);
glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, 0);