纹理压缩简介 DXT PVR ETC

Posted 2023-04-16

参考技术A

参考
为什么需要纹理压缩
移动端纹理压缩格式
干货：Unity游戏开发图片纹理压缩方案
Creator使用压缩纹理
常用纹理和纹理压缩格式
移动设备的纹理压缩方案
各种移动GPU压缩纹理的使用方法

在软件开发，特别是三维应用中，纹理随处可见，但受限于网络环境和硬件能力，纹理也是一大瓶颈。而且在一般的三维应用中，纹理所占大小基本都会在1/2以上，模型中往往超过2/3。或许你会说，纹理不就是一张图吗，有那么重要吗？如下两张对比图，可能你会认为前者逼格高，但对于正常人而言，后者显然要好很多。正是有了纹理，如同在骨架上赋予了皮肤，让我们的应用更加的逼真，贴近现实。

而你能想象到吗？如上的模型一共有三张纹理，其中之一效果如下：

纹理的拼接是纹理压缩的开始，采用不同的压缩方式对纹理最终的大小影响也是显著的。比如上面的这张纹理在不同压缩格式下的大小差别也是非常显著的（原始文件为tga格式，通过Photoshop转换为其他格式，默认选项）：

不同于png、jgp这种硬盘压缩方式而言，DXT,ETC等纹理压缩方式可以在游戏运行中无需CPU解压就被GPU直接采样，可以极大的减少内存和带宽的占用，提升运行效率，对移动游戏而言更是如此。

1.DXT

DXT是一种有损纹理压缩算法，微软的Direct中支持，DXT的格式包括DXT1~DXT5，其中DXT1和DXT5较为多见，后面会做详细讨论。可以说DXT是目前应用最广泛的纹理压缩格式，可以认为所有的PC端显卡都支持DXT压缩，维基百科记录，该专利有效期到2017年10月2号。

DXT算法非常容易理解，而且整体看上去效果不错，但如果对局部特写，会发现在细节上会有很多丢失，这也是算法本身导致的，毕竟每个块只有两个颜色，而其他颜色都是在这两个颜色区间的差值，如果当前区域内还有其他显著颜色则必然会有丢失。

另外一个问题就是DXT3和DXT5之间的对比，相比DXT1不支持透明度（但支持是否透明），DXT5要大一倍（多了64bit），和之前颜色保存方案一样对透明度也保存了两个16位的颜色和对应的调色板，对RGBA的效果也得到了保证，但DXT3思路不一样，它是对每一个像素保存了4bit的透明度，同样也是多了64bit，但此时毕竟只有16个透明度选项，相比DXT5，在压缩率上相当，但对透明色的处理不够细腻，因此在实用性上并不推荐DXT3。

尽管DXT在细节上有明显硬伤，在总体效果不错，而且确实是一种强大的压缩方式，所以在多数纹理压缩选择中都是最佳方案，几乎可以认为是PC下的标准压缩格式。

2.PVR&ETC
也许是出于专利和商业角度，也许确实DXT在移动端确实无法满足要求，DXT并没有在移动端得到很大的支持，相反，在iOS设备中支持的是PVR压缩，在Android中支持的是ETC压缩。

DXT在细节上缺陷明显，最重要的原因是当把纹理分为4*4像素的区域块后，每个块之间都是独立的，尽管这极大的简化了压缩算法，但却丢失了相邻块之间这种普遍的相似性。这是算法本身导致的，而PVR则会考虑该区域块对应的右侧，下侧和右下侧的三个区域块的关联性。

从现实的角度来看，受制于专利和硬件厂商，我们并没太多选择的余地，android下就要用ETC，ios下只能PVR，而在PC上不用DXT估计就要被嘲讽了。但这也是一个很棘手的问题，比如在WebGL下，特别是Android下差异化很大，是否支持纹理压缩，甚至在同一个设备不同的浏览器，因为驱动的不一致，可能系统自带的会支持ETC压缩，而微信等QQ浏览器下并不支持。而且华为的手机貌似在浏览器级别下都不支持ETC（硬件支持，还是驱动的问题）。而如果在移动设备上不用压缩，显存是有限的，除非你在数据量上做出牺牲，怎么解决都很矛盾，相比而言，iOS下则要舒服很多。

Unity官网对每个平台默认的纹理压缩格式以及使用建议给出了 详细描述 ，需要注意的是：在不同移动GPU平台下选择GPU支持的压缩纹理，就可以在不需要CPU解压的情况下直接被GPU采样，节省CPU内存和带宽，也可以节省存储的体积。 如果目标平台不支持设置的压缩格式，纹理将解压为RGBA32或者RGB24，浪费CPU时间和内存 。

参考 几种主流贴图压缩算法的实现原理
从IOS9(A8架构)Apple 手机开始支持ASTC压缩格式 ，如果考虑放弃Apple 6代之前的手机兼容问题了，可以直接使用了。相对于PVRTC2/4而言，ASTC(4X4)的压缩比会增加到0.25，不过显示效果也会好很多，而且不需要把图片设置为方形。

Using ASTC Texture Compression for Game Assets 说明的比较详细，也给出了一些使用上的建议，即针对不同贴图类型给出不同的压缩方案。

1. laya问答 H5游戏能使用压缩纹理（ETC，PVR等）吗？
Q:H5游戏能使用压缩纹理（ETC，PVR等）吗？
A:部分浏览器会不支持（比如safari）
Q:那laya里面能根据不同浏览器（或不同平台）使用不同压缩格式的纹理吗？
A:你自己是可以获取到当前是哪个浏览器的，自行处理即可

2. LAYA Runtme目前支持 ETC/DXT或者PVR这类格式吗?在文档中没有找到这类的说明
LayaAir目前暂时还不支持ETC/DXT/PVR这类格式！关注layaAir的版本引擎更新日志即可，支持了我们会及时告知！

3. Egret 内存分析-RES加载资源后存在双份内存无法释放的问题
支持pvr、etc已经在计划中。

Android NDK。从.PVR文件加载ETC1压缩纹理

由于PVR文件格式和PVRTexTool实用程序支持ETC压缩 - 我想在Android项目中将它用于我的纹理。

不幸的是，我发现没有libs或示例如何从PVR文件加载ETC1 OpenGL纹理。

我有一个来源是iOS的Objective-C PVR加载器。但我需要一些关于Android NDK的C ++示例。

答案

不幸的是，似乎没有太多关于此的信息，但有一些事情。 http://www.brokenteapotstudios.com/android-game-development-blog/2011/05/loading-opengl-textures-in-c-and-etc1-texture-compression.html提供了所需的大部分信息。如果您想使用标题版本，请在此处描述标题格式http://www.mhgames.org/2012/03/android-development-loading-etc1-textures-from-ndk/

希望这有用:)

另一答案

首先阅读关于android：http://developer.android.com/guide/topics/graphics/opengl.html上压缩纹理的内容（向下滚动到“OpenGL版本和设备兼容性”一章）

还有ETC1Util类（如上面的链接所示）：http://developer.android.com/reference/android/opengl/ETC1Util.html

逻辑上要做的是使用ETC1Util.isETC1Supported()来查看您的设备是否支持ETC1，如果不支持，则提供后备选项。

我还建议你看一下（如果你还没有这样做）在PowerVR android sdk：http://www.imgtec.com/powervr/insider/sdkdownloads/index.asp我自己没有看过它，但我确信它有你想要的东西。

所以，我认为不需要Objective-C ......

祝好运！