在学会了加载顶点，矩阵变换之后，是时候开启纹理之旅了！
首先，要知道纹理是如何被贴到3D模型上去的。这里要涉及到一个概念，就是UV坐标。简单地来说，UV坐标是贴图的坐标，可以理解为一个二维坐标系，纵坐标是V，横坐标是U，只不过这个坐标系里的每一个点代表一个像素罢了（这个坐标系的右上角是(1,1)，只有第一象限）。此时OpenGL还不知道我们要把每一个像素放在哪，所以我们就要告诉他每个顶点的UV坐标，OpenGL将通过每个顶点的UV坐标推算出每个三角形里的贴图。
接下来，将UV坐标交给OpenGL分为两步：首先C++代码将每个顶点的UV坐标传给顶点着色器，然后经过OpenGL处理，将光栅化后没有颜色的片元交给片元着色器。此时片元着色器通过传进来的经过线性插值的UV数据给每一个片元上色，意味着我们只需要指定每个顶点的UV坐标。（顺便一提，绘制彩色正方形时变换的颜色也是线性插值得到的，线性插值可以理解为知道两点求其间线段上的点）
现在懂了原理，上代码！这次我们给一个正方体赋予一个纹理。
In C++：
创造一个UV数组来存，由于正方形6个面，每个面由两个三角形构成，因此顶点个数为6*2*3=36，所以我们用36个二元组来表示UV坐标（UV坐标和纹理由建模软件生成，不要尝试自己想象一个出来）：
static const GLfloat g_uv_buffer_data[] = { 0.000059f, 0.000004f, 0.000103f, 0.336048f, 0.335973f, 0.335903f, 1.000023f, 0.000013f, 0.667979f, 0.335851f, 0.999958f, 0.336064f, 0.667979f, 0.335851f, 0.336024f, 0.671877f, 0.667969f, 0.671889f, 1.000023f, 0.000013f, 0.668104f, 0.000013f, 0.667979f, 0.335851f, 0.000059f, 0.000004f, 0.335973f, 0.335903f, 0.336098f, 0.000071f, 0.667979f, 0.335851f, 0.335973f, 0.335903f, 0.336024f, 0.671877f, 1.000004f, 0.671847f, 0.999958f, 0.336064f, 0.667979f, 0.335851f, 0.668104f, 0.000013f, 0.335973f, 0.335903f, 0.667979f, 0.335851f, 0.335973f, 0.335903f, 0.668104f, 0.000013f, 0.336098f, 0.000071f, 0.000103f, 0.336048f, 0.000004f, 0.671870f, 0.336024f, 0.671877f, 0.000103f, 0.336048f, 0.336024f, 0.671877f, 0.335973f, 0.335903f, 0.667969f, 0.671889f, 1.000004f, 0.671847f, 0.667979f, 0.335851f };
呼，可真够长的。接下来像将顶点放进缓冲区一样把它放进去。
GLuint uvbuffer; glGenBuffers(1, &uvbuffer); glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, uvbuffer); glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(g_uv_buffer_data), g_uv_buffer_data, GL_STATIC_DRAW);
然后，让它传入着色器里location=0的vec2（因为它是个二元组），所以很平常地：
glEnableVertexAttribArray(1); glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, uvbuffer); glVertexAttribPointer( 1, // attribute. No particular reason for 1, but must match the layout in the shader. 2, // size : U+V => 2 GL_FLOAT, // type GL_FALSE, // normalized? 0, // stride (void*)0 // array buffer offset );
激活顶点属性位置１，绑定GL_ARRAY_BUFFER状态，然后指定顶点属性（这个函数的参数在前面已经提到过了），在此不表。
到此为止很简单。接下来加载纹理：
GLuint Texture = loadDDS("uvtemplate.DDS");
DDS是压缩图片，另外这个函数也需要我们自己编写。让我们稍等一会再来编写它，现在只需要知道Texture是一个纹理句柄就可以了。
接下来就要联系着色器了，睁大你的眼睛：
glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
这句话用来开启纹理单元0，类似于我们的location(还记得吗？在GLSL学习笔记里)，一般OpenGL会要求硬件提供至少32个，它的作用也类似于location，但是是用于传输纹理。
（是不是想到了这句话？
glEnableVertexAttribArray(0);
）
接下来我们把之前获得到的句柄绑定在GL_TEXTURE_2D状态上，由于OpenGL是类似于状态机的设置，所以这句话和之前的各种Bind一样，意思就是只要之后对GL_TEXTURE_2D操作，就是对我们加载的纹理Texture操作。（OpenGL：我记住你了，Texture）
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, Texture);
等会......慢着，我们还不知道怎么把纹理传给着色器呢！
答案很简单，还是使用Uniform，看代码：
GLuint TextureID = glGetUniformLocation(programID, "myTextureSampler");
programID是我们的着色器句柄，后面的字符串是我们将要在着色器里定义的纹理采样器，让我们一会再提它。
但是这个Uniform它有点特殊，是一个采样器，所以必须给它分配一个纹理单元以给它分配数据：
glUniform1i(TextureID, 0);
把它绑定到0的纹理单元，记得吗，纹理单元0已经和我们的Texture绑定了，这样它就和我们的Texture建立了联系，从而获得数据！
C++部分结束了。看GLSL！
In GLSL，Vertex Shader：
首先处理传进来的UV坐标：
layout(location = 1) in vec2 vertexUV;
然后定义输出给片元着色器的变量：
out vec2 UV;
一个转交：
UV = vertexUV;
此处的out虽然只有顶点的UV，可是聪明的线性插值已经帮我们做好了一切（Fragment Shader:嘿！你怎么只有顶点的数据？Vertex Shader:你为什么不问问神奇的线性插值呢？）
Vertex Shader的任务完成了，接下来看Fragment Shader:
In GLSL，Fragment Shader：
刚刚传进来的UV坐标:
in vec2 UV;
输出到片元的颜色：
out vec3 color;
还记得吗？我们在C++里寻找的myTextureSampler这个Uniform？
uniform sampler2D myTextureSampler;
这个sampler2D，代表一个纹理，它从内存中寻找我们在纹理单元０上传的纹理Texture，但是不知道为什么喧宾夺主，不叫Texture2D而叫采样器呢？（懂哥教我！）
最后，在主函数中通过调用texture()来获取这个UV坐标下的颜色并输出为像素颜色。
color = texture( myTextureSampler, UV ).rgb;
好了，着色器部分已经讲完了，我是不是还忘了点啥？
哦对哦，还没说加载图片呢。
加载DDS并不是难事，只要懂得了它的文件结构即可，获取文件头，然后读取信息存到buffer里。
unsigned char header[124]; FILE *fp; /* try to open the file */ fp = fopen(imagepath, "rb"); if (fp == NULL){ printf("%s could not be opened. Are you in the right directory ? Don't forget to read the FAQ ! ", imagepath); getchar(); return 0; } /* verify the type of file */ char filecode[4]; fread(filecode, 1, 4, fp); if (strncmp(filecode, "DDS ", 4) != 0) { fclose(fp); return 0; } /* get the surface desc */ fread(&header, 124, 1, fp); unsigned int height = *(unsigned int*)&(header[8 ]); unsigned int width = *(unsigned int*)&(header[12]); unsigned int linearSize = *(unsigned int*)&(header[16]); unsigned int mipMapCount = *(unsigned int*)&(header[24]); unsigned int fourCC = *(unsigned int*)&(header[80]); unsigned char * buffer; unsigned int bufsize; /* how big is it going to be including all mipmaps? */ bufsize = mipMapCount > 1 ? linearSize * 2 : linearSize; buffer = (unsigned char*)malloc(bufsize * sizeof(unsigned char)); fread(buffer, 1, bufsize, fp); /* close the file pointer */ fclose(fp); }
此时，buffer已经存储了DDS的图片信息。
那么如何把它变成一个纹理呢？
说到纹理，就不得不提一个东西:Mipmap。这个东西是什么呢？这里就要拿出一张来自wiki的经典的图片：
假设这是一颗飞在OpenGL世界的卫星。随着轨道运行，它越来越远。由于电脑屏幕像素有限，如果它缩成了一个像素，那怎么确定它的颜色呢？有的人就会说了，哎呀你不会采个样吗？使用最近滤波不就行了。可以，但是那么多纹素集中在一起，实时取个平均值似乎不太现实。所以Mipmap诞生了，它是一个预处理，事先处理好2的各个次方倍大小的图片，然后再根据远近选择不同的缩放级别，就可以很轻松的计算远处物体的颜色。幸运的是，我们不用自己选择缩放级别，OpenGL会帮我们干。
所以，就需要这么一段代码：
// Create one OpenGL texture GLuint textureID; glGenTextures(1, &textureID); // "Bind" the newly created texture : all future texture functions will modify this texture glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureID); glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT,1); unsigned int blockSize = (format == GL_COMPRESSED_RGBA_S3TC_DXT1_EXT) ? 8 : 16; unsigned int offset = 0; /* load the mipmaps */ for (unsigned int level = 0; level < mipMapCount && (width || height); ++level) { unsigned int size = ((width+3)/4)*((height+3)/4)*blockSize; glCompressedTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, level, format, width, height, 0, size, buffer + offset); offset += size; width /= 2; height /= 2; // Deal with Non-Power-Of-Two textures. This code is not included in the webpage to reduce clutter. if(width < 1) width = 1; if(height < 1) height = 1; } free(buffer); return textureID;
让我一句句解释。
GLuint textureID;
glGenTextures(1, &textureID);
生成一个纹理，句柄保存在textureID中，这个大家都懂。
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureID);
把这个句柄绑定到GL_TEXTURE_2D状态中，意味着之后对GL_TEXTURE_2D的操作都将对它进行（这话我是不是说过？）
接下来的glPixelStorei，我想引用一段另一个博客的话：
3.glPixelStore
像glPixelStorei(GL_PACK_ALIGNMENT, 1)这样的调用，通常会用于像素传输(PACK/UNPACK)的场合。尤其是导入纹理(glTexImage2D)的时候：
C++代码
- glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
- glTexImage2D(,,,, &pixelData);
- glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 4);
很明显地，它是在改变某个状态量，然后再Restore回来。——为什么是状态？你难道8知道OpenGL就是以状态机不？——什么状态？其实名字已经很直白了，glPixelStore这组函数要改变的是像素的存储格式。
涉及到像素在CPU和GPU上的传输，那就有个存储格式的概念。在本地内存中端像素集合是什么格式？传输到GPU时又是什么格式？格式会是一样么？在glTexImage2D这个函数中，包含两个关于颜色格式的参数，一个是纹理（GPU端，也可以说server端）的，一个是像素数据（程序内存上，也就是client端）的，两者是不一定一样的，哪怕一样也无法代表GPU会像内存那样去存储。或者想象一下，从一张硬盘上的图片提取到内存的像素数据，上传给GPU成为一张纹理，这个“纹理”还会是原来的那种RGBARGBA的一个序列完事么？显然不是的。作为一张纹理，有其纹理ID、WRAP模式、插值模式，指定maipmap时还会有一串各个Level下的map，等等。就纹理的数据来说，本质纹理是边长要满足2的n次方（power of two）的数据集合，这样首先大小上就有可能不一样，另外排列方式也未必就是RGBA的形式。在OpenGL的“解释”中，纹理就是一个“可以被采样的复杂的数据集合”，无论外面世界千变万化，GPU只认纹理作为自己“图像数据结构”，这体现着“规范化”这条世界纽带的伟大之处。——https://www.cnblogs.com/dongguolei/p/11982230.html
侵删。
纹理在OpenGL实际上并不只是一堆RGBA。
看下一个
glCompressedTexImage2D
函数。
第一个参数GL_TEXTURE_2D指代之前获取的纹理，状态机不解释，level是等级，代表缩放的二次幂，format由DDS本身的数据头得到，计算被我省略，一会看源代码；
width和height就是宽和高，0不解释，size代表纹理大小，它的计算方法是像素大小(blocksize)×面积(width*height)，buffer+offset是去掉文件头的图片数据部分。
通过这个函数，在GL_TEXTURE_2D里绑定的纹理就成为了一个Mipmaps，接下来返回纹理的句柄。
当然，BMP也有类似的加载方式，在文末会给出完整的源代码。
GLuint loadBMP_custom(const char * imagepath){ printf("Reading image %s ", imagepath); // Data read from the header of the BMP file unsigned char header[54]; unsigned int dataPos; unsigned int imageSize; unsigned int width, height; // Actual RGB data unsigned char * data; // Open the file FILE * file = fopen(imagepath,"rb"); if (!file){ printf("%s could not be opened. Are you in the right directory ? Don't forget to read the FAQ ! ", imagepath); getchar(); return 0; } // Read the header, i.e. the 54 first bytes // If less than 54 bytes are read, problem if ( fread(header, 1, 54, file)!=54 ){ printf("Not a correct BMP file "); fclose(file); return 0; } // A BMP files always begins with "BM" if ( header[0]!='B' || header[1]!='M' ){ printf("Not a correct BMP file "); fclose(file); return 0; } // Make sure this is a 24bpp file if ( *(int*)&(header[0x1E])!=0 ) {printf("Not a correct BMP file "); fclose(file); return 0;} if ( *(int*)&(header[0x1C])!=24 ) {printf("Not a correct BMP file "); fclose(file); return 0;} // Read the information about the image dataPos = *(int*)&(header[0x0A]); imageSize = *(int*)&(header[0x22]); width = *(int*)&(header[0x12]); height = *(int*)&(header[0x16]); // Some BMP files are misformatted, guess missing information if (imageSize==0) imageSize=width*height*3; // 3 : one byte for each Red, Green and Blue component if (dataPos==0) dataPos=54; // The BMP header is done that way // Create a buffer data = new unsigned char [imageSize]; // Read the actual data from the file into the buffer fread(data,1,imageSize,file); // Everything is in memory now, the file can be closed. fclose (file); // Create one OpenGL texture GLuint textureID; glGenTextures(1, &textureID); // "Bind" the newly created texture : all future texture functions will modify this texture glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureID); // Give the image to OpenGL glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0,GL_RGB, width, height, 0, GL_BGR, GL_UNSIGNED_BYTE, data); // OpenGL has now copied the data. Free our own version delete [] data; // Poor filtering, or ... //glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST); //glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST); // ... nice trilinear filtering ... 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_MAG_FILTER, GL_LINEAR); glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR); // ... which requires mipmaps. Generate them automatically. glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D); // Return the ID of the texture we just created return textureID; }
顺便一提，OpenGL2.0中是存在官方的加载纹理的函数的，3中就没有了。
#define FOURCC_DXT1 0x31545844 // Equivalent to "DXT1" in ASCII #define FOURCC_DXT3 0x33545844 // Equivalent to "DXT3" in ASCII #define FOURCC_DXT5 0x35545844 // Equivalent to "DXT5" in ASCII GLuint loadDDS(const char * imagepath){ unsigned char header[124]; FILE *fp; /* try to open the file */ fp = fopen(imagepath, "rb"); if (fp == NULL){ printf("%s could not be opened. Are you in the right directory ? Don't forget to read the FAQ ! ", imagepath); getchar(); return 0; } /* verify the type of file */ char filecode[4]; fread(filecode, 1, 4, fp); if (strncmp(filecode, "DDS ", 4) != 0) { fclose(fp); return 0; } /* get the surface desc */ fread(&header, 124, 1, fp); unsigned int height = *(unsigned int*)&(header[8 ]); unsigned int width = *(unsigned int*)&(header[12]); unsigned int linearSize = *(unsigned int*)&(header[16]); unsigned int mipMapCount = *(unsigned int*)&(header[24]); unsigned int fourCC = *(unsigned int*)&(header[80]); unsigned char * buffer; unsigned int bufsize; /* how big is it going to be including all mipmaps? */ bufsize = mipMapCount > 1 ? linearSize * 2 : linearSize; buffer = (unsigned char*)malloc(bufsize * sizeof(unsigned char)); fread(buffer, 1, bufsize, fp); /* close the file pointer */ fclose(fp); unsigned int components = (fourCC == FOURCC_DXT1) ? 3 : 4; unsigned int format; switch(fourCC) { case FOURCC_DXT1: format = GL_COMPRESSED_RGBA_S3TC_DXT1_EXT; break; case FOURCC_DXT3: format = GL_COMPRESSED_RGBA_S3TC_DXT3_EXT; break; case FOURCC_DXT5: format = GL_COMPRESSED_RGBA_S3TC_DXT5_EXT; break; default: free(buffer); return 0; } // Create one OpenGL texture GLuint textureID; glGenTextures(1, &textureID); // "Bind" the newly created texture : all future texture functions will modify this texture glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureID); glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT,1); unsigned int blockSize = (format == GL_COMPRESSED_RGBA_S3TC_DXT1_EXT) ? 8 : 16; unsigned int offset = 0; /* load the mipmaps */ for (unsigned int level = 0; level < mipMapCount && (width || height); ++level) { unsigned int size = ((width+3)/4)*((height+3)/4)*blockSize; glCompressedTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, level, format, width, height, 0, size, buffer + offset); offset += size; width /= 2; height /= 2; // Deal with Non-Power-Of-Two textures. This code is not included in the webpage to reduce clutter. if(width < 1) width = 1; if(height < 1) height = 1; } free(buffer); return textureID; }