OpenGL纹理映射详解：从宏观层次提升三维图形真实感

"这篇内容主要介绍了OpenGL用于三维图形编程中的纹理映射技术，由北京大学计算机系人机交互与多媒体实验室提供。纹理映射是将图片（纹理）贴附到物体表面，以增加表面的视觉细节和真实性。文章分为宏观和亚宏观两个层次来讨论纹理映射，特别关注宏观层次的颜色纹理映射，用于赋予物体表面丰富的色彩和花纹。通过纹理映射，可以模拟反射、表面颜色、镜面高光、透明度等效果，允许用户自定义物体的表面细节。纹理映射涉及到纹理空间和景物空间之间的映射关系，以及从屏幕空间到这两个空间的转换。在实现过程中，需要创建纹理对象、指定纹理内容、设置纹理属性、提供纹理坐标并激活纹理功能。文中给出了一个简单的棋盘纹理生成示例作为编程实践的起点。" OpenGL三维图形编程中，纹理映射是一个关键概念，它用于提升三维模型的真实感。纹理简单来说就是图片，而纹理映射技术就是将这些纹理应用到物体表面，创造出各种颜色、图案和质感。在物体表面的描述中，有三个度量层次：宏观结构、亚宏观结构和微观结构。宏观结构涉及物体的基本几何形状，亚宏观结构则是微小但可见的细节，而微观结构则包括肉眼无法察觉的细节和光学特性。 纹理映射通常处理前两个层次，即宏观和亚宏观。在宏观层次，通过颜色纹理映射可以使物体表面拥有真实的颜色和图案。亚宏观层次则利用更精细的技术，如凹凸纹理映射和双向纹理函数（BTF），来展现表面的细微纹理。纹理映射不仅弥补了光照效果的不足，还能解决模型多边形粗糙的问题，同时允许用户自定义物体的表面细节。 实现纹理映射需要处理两个空间的映射关系：纹理空间（存放纹理图像的平面）和景物空间（物体表面的实际位置）。这个过程包括从屏幕空间到纹理空间的映射，再到景物空间的映射。在编程实践中，这涉及到创建纹理对象、加载纹理内容、设置纹理属性（如过滤方式、重复模式等）、指定每个顶点的纹理坐标，并在绘制时激活纹理功能。 以一个简单的棋盘纹理为例，通过循环遍历纹理图像的每个像素，根据坐标计算颜色值，从而生成黑白相间的棋盘格图案。这种基本流程为理解纹理映射的工作原理提供了直观的实例，也为实际的OpenGL程序开发提供了基础。