17.1 立方体贴图映射

在本章中，我们学习立方体贴图（cube map），它本质上是一种由6幅纹理组成的、按特殊方式解释的纹理数组。通过使用立方体贴图映射，我们可以很容易地对一个天空进行纹理映射或模拟反射。

学习目标

1. 了解什么是立方体贴图以及如何在HLSL代码中对它们进行采样。
2. 学习如何使用DirectX纹理工具创建立方体贴图。
3. 学习如何使用立方体贴图来模拟反射。
4. 学习如何使用立方体贴图来对一个天空穹顶进行纹理映射。

立方体贴图映射的实现思路是：将6幅纹理想像为关于某个坐标系原点和轴对齐的立方体的6个平面（“立方体贴图”这个名字正是由此而来）。由于立方体纹理是轴对齐的，它的每个平面都沿着3个主轴的方向放置；所以，我们可以根据与平面相交的主轴方向（±X，±Y，±Z）标识立方体贴图的每个平面。Direct3D提供了D3D11_TEXTURECUBE_FACE枚举类型来完成这一工作：

typedef enum D3D11_TEXTURECUBE_FACE 
{
    D3D11_TEXTURECUBE_FACE_POSITIVE_X = 0, 
    D3D11_TEXTURECUBE_FACE_NEGATIVE_X = 1, 
    D3D11_TEXTURECUBE_FACE_POSITIVE_Y = 2, 
    D3D11_TEXTURECUBE_FACE_NEGATIVE_Y = 3, 
    D3D11_TEXTURECUBE_FACE_POSITIVE_Z = 4, 
    D3D11_TEXTURECUBE_FACE_NEGATIVE_Z = 5, 
} D3D11_TEXTURECUBE_FACE;

立方体贴图存储在一个纹理数组中，它包含6幅纹理：

1. 索引0表示+X平面。
2. 索引1表示–X平面。
3. 索引2表示+Y平面。
4. 索引3表示–Y平面。
5. 索引4表示+Z表面。
6. 索引5表示–Z表面。

与2D纹理映射不同，我们在这里不能使用2D纹理坐标指定纹理元素。要指定一个立方体贴图中的纹理元素，我们必须定义一个从原点引出的查找向量v，通过3D纹理坐标指定纹理元素。查找向量v与立方体贴图相交的地方（参见图 11.1）就是3D纹理坐标v对应的纹理元素。我们在第8章讨论的纹理过滤概念同样适用于立方体贴图采样。

注意：查找向量的大小并不重要；重要的只是它的方向。使用方向相同、大小不同的两个向量对立方体贴图进行采样得到的结果完全相同。

在HLSL中，立方体纹理由TextureCube类型表示。下面的代码片段说明了应该如何对立方体贴图进行采样：

TextureCube gCubeMap; 
SamplerState gTriLinearSam 
{
    Filter = MIN_MAG_MIP_LINEAR; 
    AddressU = Wrap; 
    AddressV = Wrap; 
}; 
... 
// 在像素着色器中
float3 v = float3(x,y,z); // 用于查找纹理坐标的向量
float4 color = gCubeMap.Sample(gTriLinearSam,v); 

注意：查找向量和立方体贴图应该使用相同的坐标系。例如，当立方体贴图使用世界坐标系时（即，立方体平面与世界空间的主轴对齐），查找向量也应该使用世界坐标系。

发布时间：2014/8/18 下午7:59:36  阅读次数：5745