uv紋理座標設定與貼圖規則

1.什麼是UV?  

對於三維模型，有兩個最重要的座標系統，一是頂點的位置（X，Y，Z）座標，另外一個就是UV座標。什麼是UV？簡單的說，就是貼圖影射到模型表面的依據。 完整的說，其實應該是UVW（由於XYZ已經用過了，因此另選三個字母表示）。U和V分別是圖片在顯示器水平、垂直方向上的座標，取值通常都是0~1，也 就是（水平方向的第U個像素/圖片寬度，垂直方向的第V個像素/圖片高度）。那W呢？貼圖是二維的，何來三個座標？嗯嗯，W的方向垂直於顯示器表面，通常 用於程序貼圖或者某些3D貼圖技術（記住，確實有三維貼圖這種概念！），對於遊戲而言不經常使用到，因此通常咱們就簡稱UV了。

全部的圖象文件都是二維的一個平面。水平方向是U，垂直方向是V，經過這個平面的，二維的UV座標系。咱們能夠定位圖象上的任意一個象素。可是一個問題是如何把這個二維的平面貼到三維的NURBS表面和多邊形表面呢？ 對於NURBS表面。因爲他自己具備UV參數，儘管這個UV值是用來定位表面上的點的參數，但因爲它也是二維的，因此很容易經過換算把表面上的點和平面圖象上的象素對應起來。因此把圖象貼帶NURBS是很直接的一件事。可是對於多變形模型來說，貼圖就變成一件麻煩的事了。因此多邊形爲了貼圖就額外引進了一個UV座標，以便把多邊形的頂點和圖象文件上的象素對應起來，這樣才能在多邊形表面上定位紋理貼圖。因此說多邊形的頂點除了具備三維的空間座標外。還具備二維的UV座標。  

UV" 這裏是指u,v紋理貼圖座標的簡稱(它和空間模型的X, Y, Z軸是相似的). 它定義了圖片上每一個點的位置的信息. 這些點與3D模型是相互聯繫的, 以決定表面紋理貼圖的位置. UV就是將圖像上每個點精確對應到模型物體的表面. 在點與點之間的間隙位置由軟件進行圖像光滑插值處理. 這就是所謂的UV貼圖.  
那爲何用UV座標而不是標準的投影座標呢? 一般給物體紋理貼圖最標準的方法就是以planar(平面),cylindrical(圓柱), spherical(球形),cubic(方盒)座標方式投影貼圖.  
Planar projection(平面投影方式)是將圖像沿x,y或z軸直接投影到物體. 這種方法使用於紙張, 佈告, 書的封面等 - 也就是表面平整的物體.平面投影的缺點是若是表面不平整, 或者物體邊緣彎曲, 就會產生如圖A的不理想接縫和變形. 避免這種狀況須要建立帶有alpha通道的圖像, 來掩蓋臨近的平面投影接縫, 而這會是很是煩瑣的工做. 因此不要對有較大厚度的物體和不平整的表面運用平面投影方式. 對於立方體能夠在x, y方向分別進行平面投影, 可是要注意邊緣接縫的融合. 或者採用無縫連續的紋理, 並使用cubic投影方式. 多數軟件有圖片自動縮放功能, 使圖像與表面吻合. 顯然, 若是你的圖像與表面形狀不一樣, 自動縮放就會改變圖像的比例以吻合表面. 這一般會產生不理想的效果, 因此製做貼圖前先測量你的物體尺寸.

二、uv紋理座標設定與貼圖規則  

當opengl對一個四方形進行貼圖時，會定義紋理貼圖座標，一串數組，相信初學openggl es者看到後會很頭疼，不知道寫得是什麼東西。如今就將個人研究成果與你們分享下！

當紋理映射啓動後繪圖時，你必須爲OpenGL ES提供其餘數據，即頂點數組中各頂點的紋理座標。紋理座標定義了圖像的哪一部分將被映射到多邊形。它的工做方式有點奇怪。 

下面看下在android平臺下Opengl紋理系統座標，左下角爲原點。

咱們如今討論怎樣使用這些紋理座標。當咱們指定頂點數組中的頂點時，咱們須要在另外一個數組中提供紋理座標，它稱爲紋理座標數組。這裏須要注意定義座標數組順序，這很關鍵。

 

 

 

float texCoords[] = new float[] {
        // FRONT
        0.0f, 0.0f,
        1.0f, 0.0f,
        0.0f, 1.0f,
        1.0f, 1.0f,
  };

效果以下：

 

若是咱們想截取圖片有上角不分作紋理，按照上面方法可獲的數組

float texCoords[] = new float[] {
   // FRONT
           0.5f, 0.5f,
          1f, 0.5f,
          0.5f, 1f,
          1f, 1f
  };

效果以下：

 

 

咱們看下貼圖的原始文件

你會發現截屏中的圖片y軸是顛倒的，其實這是android圖像座標系統與Opengl es 座標系統不一致致使的。最簡單的修正辦法將原始圖片用工具翻轉過來，這樣會比用程序翻轉節省不少性能，資源是寶貴的。

三角形紋理映射，只要按照咱們的映射規則，即可以順利完成映射。

float texCoords[] = new float[] {   
     0.0f, 0.0f,
     1.0f, 0.0f,
     0.5f, 1.0f,
};

效果：

 

看到這裏應該知道紋理座標數組規則定義的意義了吧。

 

平鋪與箔拉

咱們的紋理座標系統在兩個軸上都是從0.0 到 1.0，若是設置超出此範圍的值會怎麼樣？根據視圖的設置方式有兩種選擇。

平鋪（也叫重複）
一種選擇是平鋪紋理。按OpenGL的術語，也叫「重複」。若是咱們將第一個紋理座標數組的全部1.0改成2.0：
    static const GLfloat texCoords[] = {
        0.0, 2.0,
        2.0, 2.0,
        0.0, 0.0,
        2.0, 0.0
    };

咱們能夠經過glTexParameteri()函數設置。

glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL10.GL_REPEAT);
glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL10.GL_REPEAT);

 

箝位
另外一種可能的選擇是讓OpenGL ES簡單地將超過1.0的值限制爲1.0，任何低於0.0的值限制爲 0.0。這實際會引發邊沿像素重複。

 

咱們能夠經過glTexParameteri()函數設置。

glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);