像素区域的OpenGL纹理映射

Posted 2023-02-22

【中文标题】像素区域的OpenGL纹理映射

【英文标题】：OpenGL Texture Mapping by Pixel Region

【发布时间】：2015-01-04 03:42:17

【问题描述】：

假设您有一个简单的游戏 Tileset，如下所示：

现在，当处理一个简单的 GUI 框架（如 .NET）时，加载该图像、选择其中的一部分，然后逐块绘制它会相当容易。但是，当使用 OpenGL 时，这个过程似乎有点……呃，独特的。我可以轻松地将该图像加载到 OpenGL 中并将其绑定到某些几何图形，但是，当涉及到“选择”某些图块（没有解除绑定所述纹理）时，它似乎需要与传统的 x、y、width 不同的数学类型，高度接近。

如果我想为当前图块选择 64,128（像素空间中的坐标）的图块，我会使用反映理想的纹理坐标，而不是我在其他网站上看到人们建议的这些奇怪的分数。

似乎OpenGL在绑定纹理时根本不使用像素空间，或者我可能误解了这里的一些基本概念；我不确定。

这是一种在任意位置渲染 32 x 32 瓦片的简单方法（在本示例中将保持在 0,0）：

            int spriteX = 0;
            int spriteY = 0;
            int spriteWidth = 32;
            int spriteHeight = 32;
            GL.BindTexture( TextureTarget.Texture2D , texture );
            GL.Begin( PrimitiveType.Quads );
            
                GL.TexCoord2( 0 , 1 );
                GL.Vertex2( spriteX , spriteY );
                GL.TexCoord2( 1 , 1 );
                GL.Vertex2( spriteX + spriteWidth , spriteY );
                GL.TexCoord2( 1 , 0 );
                GL.Vertex2( spriteX + spriteWidth , spriteY + spriteHeight );
                GL.TexCoord2( 0 , 0 );
                GL.Vertex2( spriteX , spriteY + spriteHeight );
            
            GL.End();

在任何人抱怨即时模式之前：我完全意识到它已被弃用；我不打算将它用于任何类型的成品。

我不会用整个纹理（上面的代码正在做的）映射绘制的四边形，而是告诉它只映射图像的一个区域，比如：X 64，Y 128，宽度 32，高度 32 .

【参考方案1】：

最直接的方法是使用您所说的“这些奇怪的分数”。他们并不是真的那么奇怪。它们只是……分数。

假设您的整个纹理图集是 1024x1024，并且您想要具有指定尺寸（X 64、Y 128、宽度 32、高度 32）的纹理，则纹理坐标为：

left: X / 1024 = 64.0f / 1024.0f
right: (X + Width) / 1024 = 96.f / 1024.0f
top = Y / 1024 = 128.0f / 1024.0f
bottom = (Y + Height) / 1024 = 160.0f / 1024.f

另一种方法是指定纹理坐标的变换，在这种情况下是缩放变换。使用固定管道，它看起来像这样：

glMatrixMode(GL_TEXTURE);
glScalef(1.0f / 1024.0f, 1.0f / 1024.0f, 1.0f);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

然后您可以使用纹理图集中的像素位置指定纹理坐标。

使用可编程流水线，上述内容已过时。但是您可以通过将统一值传递给着色器来轻松应用相同类型的缩放，然后将其与纹理坐标相乘。

在顶点着色器中，它可能如下所示：

uniform vec2 TexCoordScale;
in vec2 TexCoord;
out vec2 FragTexCoord;
...
    FragTexCoord = TexCoordScale * TexCoord;

然后在片段着色器中，您有匹配的 FragTexCoord in 变量，并将其用于您的纹理采样操作。

在客户端代码中，你设置统一：

GLint texCoordScaleLoc = glGetUniformLocation(program, "TexCoordScale");
glUniform2f(texCoordScaleLoc, 1.0f / 1024.0f, 1.0f / 1024.0f);

并像往常一样为纹理坐标设置顶点属性，只是现在可以使用像素坐标而不是“奇怪的分数”。

【讨论】：

如果我使用缩放转换（像梦一样工作）会有任何明显的性能损失吗？

我怀疑会有可衡量的差异。

@Krythic：您应该只知道纹理矩阵 - 作为矩阵堆栈的其余部分和整个固定函数管道 - 与立即模式一样被弃用。但是，将其移植到可编程着色器是直截了当的——您甚至不需要完整的 4x4 矩阵的开销，一个简单的 2D 向量乘法就足够了。

@derhass 如果你有时间，你认为你可以写一个这样的例子吗？我很感兴趣。

@Krythic：嗯，在什么情况下？您对可编程管道和 GLSL 着色器编程的熟悉程度如何？添加这个比例因子归结为添加uniform vec2 texScale;，然后在对纹理进行采样时通过简单地将texcoords乘以该向量来应用它。在客户端，您只需将制服设置为(1.0/width,1.0/height)。使用相当现代的 GLSL 版本，您还可以直接在着色器中查询纹理大小，这样就可以完全不使用制服。