XNA Shader编程教程3.1－纹理

纹理就是3D模型外表面的图案，本质是把平面图形贴到3D物体表面上，XNA支持bmp、jpg、tga、png、dds格式的图片。纹理的x、y坐标一般称为Tu、Tv，坐标原点在纹理图片的左上角，向右为Tu轴正方向，向下为Tv轴的正方向，无论纹理图片的大小，纹理坐标范围都为0.0到1.0，即所有纹理图形的右下角的Tu、Tv坐标为（1.0，1.0）。例如3D模型的一个正方形表面为一矩形，其左上角、右上角、左下角、右下角4个顶点的纹理坐标分别是：（0，0）、（1，0）、（0，1）、（1，1），则表示要将图片的所有部分都贴到这个矩形表面，如纹理坐标分别为（0，0）、（0.5，0）、（0，0.5）、（0.5，0.5），则表示将图片的左上角四分之一部分贴到这个矩形表面。

要在XNA中实现纹理，可在shader文件中加入如下代码：

texture modelTexture; //纹理变量
sampler ModelTextureSampler = sampler_state //纹理采样器 
{
    Texture = <modelTexture>; //纹理采样器使用的纹理对象
    MinFilter = Linear; //缩小图形使用线性滤波
    MagFilter = Linear; //放大图形使用线性滤波
    MipFilter = Linear; //Mipmap使用线性滤波
    AddressU = Wrap; //U、V方向上的纹理寻址模式都采用Wrap方式
    AddressV = Wrap; 
}; 

纹理过滤

过滤是指通过给定的uv坐标从纹理贴图中获取图素的一种方法，Direct3D提供3种纹理过滤方法和所谓的“mipmap”（MIP是拉丁语“multum in parvo”的缩写，可以解释为“many things in a small place”小中见大、小型而内容丰富），3种纹理过滤方法是：

• 最近点采样
• 线性纹理采样
• 各向异性（anisotropic）

纹理过滤应考虑两种不同的情况：放大（magnification）和缩小（minification）。举例来说，将一张64×64的纹理映射到一个400×400像素的多边形时，便会发生放大，这会导致“锯齿”。而将一张64×64的纹理映射到一个10×10像素的多变形时，缩小会导致“像素抖动”，看上去使人晕眩。

Mipmap由一系列纹理组成，其中每张纹理是一张分辨率逐渐降低的图像，每一级的高度和宽度都是前一级的高度和宽度的一半，使用mipmap可以确保无论是靠近还是远离纹理，纹理都可以保持它原有的真实性和质量，从而减少了放大和缩小带来的负面效果。

大多数硬件都支持4种不同的过滤：点采样、双线性过滤（Direct3D中称之为线性过滤）、三线性过滤（Direct3D中称之为“线性过滤＋mipmap”）、各向异性过滤。

从上面的代码可知我们使用的是三线过滤。

纹理寻址模式

代码中的“AddressU = Wrap; AddressV = Wrap;”称为纹理寻址模式（texture-addressing mode）。当顶点的纹理坐标设置在0到1之间，以此来选择一张纹理贴图不难理解。但如果给出的纹理坐标超出了这个范围会如何？这取决于所选择的纹理寻址模式。有几种不同的寻址模式（以下例子中的纹理坐标都是（0，0）、（3，0）、（0，3）、（3，3）：

1.包装（wrap）：在纹理坐标的每个整数相接处重复纹理，这也是默认模式，如图：

2．镜像（mirror）：在每个整数边界对纹理做一次镜像。

3.夹持（clamp）：只将纹理应用到多边形上一次，然后对超出部分涂上纹理边缘像素的颜色。

还有边框颜色（border color）和一次镜像（MirrorOnce）不是很常用。

在纹理上应用漫反射和镜面反射

然后在pixelSahder加入以下代码：

float4 textureColor = tex2D(ModelTextureSampler, TexCoord); 
return vAmbient +textureColor; 

程序截图如下：

如要在纹理上加上漫反射光照，代码应变为 ：

return vAmbient +textureColor*vDiffuseColor * Diff; 

程序截图如下：

如要再加上镜面高光，代码应变为：

return vAmbient + textureColor*(vDiffuseColor * Diff + vSpecularColor * Specular); 

程序截图如下：

本程序可以通过按空格键在三种不同方式间切换，详情请见源代码。

发布时间：2009/4/10 11:08:02  阅读次数：13267