WebGL入门教程5 - 详解纹理滤镜(Texture Filter)

techbrood 发表于 2016-06-10 10:25:38

标签: webgl, texture, filter, mipmap

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WebGL中使用纹理贴图来实现细腻的物体表面观感,其中一个重要的参数是纹理滤镜(Texture Filter)。

这个参数用来处理当对象出现缩放时,纹理如何处理中间点或被压缩的点。

我们知道纹理在使用中一个经典问题是会出现走样,滤波器就是用来实现纹理反走样的技术。

gl.bindTexture(gl.TEXTURE_2D, textures[0]);
gl.texImage2D(gl.TEXTURE_2D, 0, gl.RGBA, gl.RGBA, gl.UNSIGNED_BYTE, textures[0].image);
gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_MAG_FILTER, gl.NEAREST);
gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_MIN_FILTER, gl.NEAREST);

gl.bindTexture(gl.TEXTURE_2D, textures[1]);
gl.texImage2D(gl.TEXTURE_2D, 0, gl.RGBA, gl.RGBA, gl.UNSIGNED_BYTE, textures[1].image);
gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_MAG_FILTER, gl.LINEAR);
gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_MIN_FILTER, gl.LINEAR);

gl.bindTexture(gl.TEXTURE_2D, textures[2]);
gl.texImage2D(gl.TEXTURE_2D, 0, gl.RGBA, gl.RGBA, gl.UNSIGNED_BYTE, textures[2].image);
gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_MAG_FILTER, gl.LINEAR);
gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_MIN_FILTER, gl.LINEAR_MIPMAP_NEAREST);
gl.generateMipmap(gl.TEXTURE_2D);

上面的代码使用了3个纹理,分别设置了不同的参数。

最近滤镜(Nearest Filter)

第1个纹理的gl.TEXTURE_MAG_FILTER 和 gl.TEXTURE_MIN_FILTER 参数都被设置为gl.NEAREST。它表示当纹理被放大或缩小时(通常是通过缩放一个3D对象),WebGL需要使用一个滤镜(filter)来决定缩放后的一个给定点的颜色,在设定颜色时取原图中距离最近的点。如果纹理没有缩放,这个当然没问题,缩小时也还行。但是当放大时,会因为不连续而出现块状效应。但这个滤镜最简单,因此性能最好。

线性滤镜(Linear filter)

第2个纹理缩小和放大滤镜参数均设置为gl.LINEAR。对于纹理放大而言,线性滤镜取原图中相邻像素并使用线性插值获得中间值来填充新点的颜色,比如黑白像素之间插入灰度颜色点,这样显然会获得更好的平滑过滤。当然只要是图像放大,都会产生一定的模糊感,因为无论你怎么处理,都不可能和原图一样清晰。线性滤镜对于纹理缩小处理效果不佳。

多级纹理图(Mipmaps)

第3个纹理gl.TEXTURE_MAG_FILTER取值gl.LINEAR 而 gl.TEXTURE_MIN_FILTER取值gl.LINEAR_MIPMAP_NEAREST。

上述的线性滤镜能很好的处理纹理放大的情况,但对于纹理缩小的处理和最近滤镜是半斤八两。

假如WebGL场景中的一个立方体被放到较远的地方,只有当前窗口的1/10,最近滤镜和线性滤镜将使用原图中的10个像素来生成新的像素点,假如这是一个条纹质地的对象,那么就有1/10的几率会出现条纹色,而9/10的机率不出现条纹色。这就会导致纹理缩小后,有些条纹仍然显示,有些不显示,而且随着缩小比率的变化(持续缩小对象时),条纹也会随机变化呈现闪烁不定的视觉效果。

你可以观察一下这个教程示例作品

通过pageDown按键让它缩小,pageUp按键让它放大。默认使用纹理1,按“F”字母键,将切换到纹理2,再按“F”,切换到纹理3。

我们可能想通过计算原图周边10*10像素来获得新的纹理像素点,这样将会平滑得多,但实时执行这样的计算是昂贵的。这就是为什么我们要使用纹理3中的Mipmaps滤镜。


Mipmap滤镜通过预先生成一系列平滑过渡的辅助图像(称之为多级纹理图Mip Levels),比如1/2,1/4,1/8原图等等。每个mip level是上一级大图的平滑平均版本(即通过像素矩阵求平均)。当gl.TEXTURE_MIN_FILTER参数的值被设置为gl.LINEAR_MIPMAP_NEAREST时,我们告诉WebGL选择最接近的mip level并在它上面执行线性过滤得到新的纹理像素。

最后一行代码 gl.generateMipmap(gl.TEXTURE_2D);

告诉WebGL来生成多级纹理图(mipmap)。


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