OpenGL_Qt學習筆記之_05(紋理映射)

紋理映射基礎知識

　　什麼叫紋理映射，一開始我也不明白，感覺這個詞好專業(畢竟沒有學過圖形學)，後面經過網上查找資料和這次實驗稍微理解了點。紋理映射簡單的講，就是把一個紋理(其實說白了，紋理可以理解為一幅圖像)映射到空間物體的表面上，因此紋理映射也叫貼圖，這個表明不一定是矩形，比如說我可以是球面，或者是任意曲面。在上一篇文章OpenGL_Qt學習筆記之_04(3D圖形的繪製和旋轉)中，我們繪製的空間體的表面都是一些光滑的顏色，如果要在其表面採用那種方法繪製圖像的話，則必須利用微分的思想，一個一個的繪製小圖像，然後拼接起來，可想而知，這個過程是多麼的複雜，opengl的紋理映射就可以很好的解決這一問題。

     下面來看看紋理映射的一個示意圖片(百度百科上的)：　

　　這個示意圖說明，將中間的紋理(即圖片)映射到左邊的茶壺曲面上，就形成了右邊的圖了。在右邊的圖中，可以看到茶壺的表面上布滿了圖片，這就像中國古代的陶器繪圖一樣。

　　紋理映射另外一個好處是能夠保證在變換多邊形時，多邊形上的紋理也會隨之變化。

　　紋理映射相關函數

　　要進行紋理映射，得先了解下opengl中有關紋理映射的一些相關函數。

　　void glGenTextures(GLsizei n, GLuint *textures)；
　　該函數的作用是開闢存儲紋理的內存空間，其中參數n為開闢紋理內存的個數，texture為存儲紋理的地址索引。
　　void glBindTexture(GLenum target,   GLuint texture);
　　該函數的作用是把存儲紋理的對象texture綁定到紋理目標target上，在opengl中紋理目標分為GL_TEXTURE_1D和GL_TEXTURE_2D。該句代碼運行完後，對target的操作也對應於對texture指向的內容的操作。
　　void glTexImage2D(GLenum target,GLint level,GLint components,GLsizei width, glsizei height,GLint border,GLenum format,GLenum type, const GLvoid *pixels);
　　參數1為紋理目標；參數2為目標的層次，即目標的詳細程度，一般情況採用0即可；參數3表示的是數據成分的個數，如果數據由RGB構成，則將該參數設置為3；參數4和5分別為創建紋理數據的長和寬；參數6為邊框的值，一般也設為0；參數8為數據的通道格式；參數9為紋理的數據元素類型；參數10為紋理的數據內容。
　　這個函數的功能是創建一個紋理，並為該紋理分配了數據。
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_LINEAR);
　　該函數表示的是當所顯示的紋理比加載進來的紋理小時，採用GL_LINEAR的方法來處理。
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
　　和上面的函數類似，注意該函數的參數2為GL_TEXTURE_MAG_FILTER，不要誤認為是GL_TEXTURE_MAG_FILTER。
　　第一個參數是X坐標。0.0f 是紋理的左側。0.5f 是紋理的中點， 1.0f 是紋理的右側。第二個參數是Y坐標。0.0f 是紋理的底部。0.5f 是紋理的中點,1.0f 是紋理的頂部。
 
　　給定一張紋理圖，它的坐標示意圖如下：
　　 
　　其中紋理的中心點坐標為(0.5, 0.5).
 
　　實驗說明：
　　這個實驗室在上一篇博文OpenGL_Qt學習筆記之_04(3D圖形的繪製和旋轉) 繪製的立方體上貼每個面上貼上一張紋理(即圖片)。
　　我們需要在GLWidget這個類中添加一個函數來加載紋理數據，該函數為loadTextures().
　　另外，在QGLWidget這個類中，initializeGL(), paintGL(), resizeGL()這3個函數的執行順序是該類啟動時就執行initializeGL()，主要用於初始化opengl，通常用來設置一些前期的背景色，光照參數等等。paintGL()用於渲染整個場景；resizeGL()用於在widget大小變化的時候產生合理view。
　　注意，本實驗給的圖片長和寬必須是2的n次方，最大不要超過256，最小也不要小於64。我這裡採用的是256*256像素的圖片。
 
　　實驗結果：
　　加載紋理的圖像為：
　　
 
　　紋理映射後的效果如下：
　　
　　實驗主要部分代碼及注釋(附錄有工程code下載地址)：


#include "glwidget.h"#include "ui_glwidget.h"
#include <QtGui>#include <QtCore>#include <QtOpenGL>
GLWidget::GLWidget(QGLWidget *parent) :    QGLWidget(parent),    ui(new Ui::GLWidget){      ui->setupUi(this);    fullscreen = false;    rotate_angle = 0.0;}
void GLWidget::initializeGL(){    setGeometry(300, 150, 500, 500);    loadTextures();    glEnable(GL_TEXTURE_2D);    glShadeModel(GL_SMOOTH);    glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0);    glClearDepth(1.0);    glEnable(GL_DEPTH_TEST);    glDepthFunc(GL_LEQUAL);    glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST);}
void GLWidget::paintGL(){        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
        glLoadIdentity();    glRotatef(rotate_angle, -0.2f, 0.2f, -0.3f);    glBegin(GL_QUADS);        glTexCoord2f(0.0, 1.0);    glVertex3f(-0.3f, 0.3f, -0.3f);    glTexCoord2f(0.0, 0.0);    glVertex3f(-0.3f, 0.3f, 0.3f);    glTexCoord2f(1.0, 0.0);    glVertex3f(0.3f, 0.3f, 0.3f);    glTexCoord2f(1.0, 1.0);    glVertex3f(0.3f, 0.3f, -0.3f);        glTexCoord2f(0.0, 1.0);    glVertex3f(-0.3f, -0.3f, -0.3f);    glTexCoord2f(0.0, 0.0);    glVertex3f(-0.3f, -0.3f, 0.3f);    glTexCoord2f(1.0, 0.0);    glVertex3f(0.3f, -0.3f, 0.3f);    glTexCoord2f(1.0, 1.0);    glVertex3f(0.3f, -0.3f, -0.3f);        glTexCoord2f(0.0, 1.0);    glVertex3f(-0.3f, 0.3f, 0.3f);    glTexCoord2f(0.0, 0.0);    glVertex3f(-0.3f, -0.3f, 0.3f);    glTexCoord2f(1.0, 0.0);    glVertex3f(0.3f, -0.3f, 0.3f);    glTexCoord2f(1.0, 1.0);    glVertex3f(0.3f, 0.3f, 0.3f);        glTexCoord2f(0.0, 1.0);    glVertex3f(0.3f, 0.3f, 0.3f);    glTexCoord2f(0.0, 0.0);    glVertex3f(0.3f, -0.3f, 0.3f);    glTexCoord2f(1.0, 0.0);    glVertex3f(0.3f, -0.3f, -0.3f);    glTexCoord2f(1.0, 1.0);    glVertex3f(0.3f, 0.3f, -0.3f);        glTexCoord2f(0.0, 1.0);    glVertex3f(-0.3f, 0.3f, -0.3f);    glTexCoord2f(0.0, 0.0);    glVertex3f(0.3f, 0.3f, -0.3f);    glTexCoord2f(1.0, 0.0);    glVertex3f(0.3f, -0.3f, -0.3f);    glTexCoord2f(1.0, 1.0);    glVertex3f(-0.3f, -0.3f, -0.3f);        glTexCoord2f(0.0, 1.0);    glVertex3f(-0.3f, 0.3f, -0.3f);    glTexCoord2f(0.0, 0.0);    glVertex3f(-0.3f, -0.3f, -0.3f);    glTexCoord2f(1.0, 0.0);    glVertex3f(-0.3f, -0.3f, 0.3f);    glTexCoord2f(1.0, 1.0);    glVertex3f(-0.3f, 0.3f, 0.3f);    rotate_angle -= 3;    glEnd();}
void GLWidget::resizeGL(int width, int height){    if(0 == height)        height = 1;    glViewport(0, 0, (GLint)width, (GLint)height);    glMatrixMode(GL_PROJECTION);    glLoadIdentity();       glMatrixMode(GL_MODELVIEW);    glLoadIdentity();
}void GLWidget::keyPressEvent(QKeyEvent *e){    switch(e->key())    {                case Qt::Key_F1:            fullscreen = !fullscreen;            if(fullscreen)                showFullScreen();            else            {                setGeometry(300, 150, 500, 500);                showNormal();            }            updateGL();            break;                case Qt::Key_Escape:            close();    }}
void GLWidget::loadTextures(){    QImage tex, buf;    if(!buf.load("../opengl_nehe_05/cherry.jpg"))    {        qWarning("Cannot open the image...");        QImage dummy(128, 128, QImage::Format_RGB32);        dummy.fill(Qt::green);        buf = dummy;    }    tex = convertToGLFormat(buf);    glGenTextures(1, &texture[0]);    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[0]);                                                glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, 3, tex.width(), tex.height(), 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, tex.bits());    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);}
GLWidget::~GLWidget(){    delete ui;}
　　總結：
　　了解了opengl中的紋理映射機制後，對空間體的表面進行貼圖還是比較方便的。
 
 　 參考資料：
　  http://nehe.gamedev.net/ 
　  http://www.owlei.com/DancingWind/
　  http://blog.csdn.net/qp120291570/article/details/7853513
     http://www.qiliang.net/old/nehe_qt/