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1、基于Android平台的纹理映射分析和实现 摘要：在计算机图形学中，纹理映射就是使用图像、函数或其它数据源来改变物体表面外观。纹理映射技术是近几年来发展最快的技术之一，广泛应用于三维真实感图形的生成和显示中。利用纹理映射能够方便地制作真实感图形而无须花更多的时间去考虑物体的表面细节。本文在Android平台中，经过对纹理映射原理的分析，利用Opengl ES图形库实现了纹理映射效果。 关键词：纹理映射；Opengl ES；Android引言纹理映射的本质是对三维物体进行二维参数化，即先求得三维物体表而上任一点的二维(u，v)参数值，进而得到该点的纹理值，最终生成三维图形表而上的纹理图案。在光滑
2、曲而上添加纹理图案的关键问题是映射，所以纹理问题能够简化为从一个坐标系到另一个坐标系的变换。总的来说，纹理映射技术是一个使建立的3D模型更靠近现实物体的技术。1纹理映射基础原理纹理生成过程实质上是将所定义的纹理映射为反应某种三维景物表面的属性（和光照明模型及表面几何相关的多种参数，如表面法向、漫/镜面反射率等），并参加后续的光照明计算。二维纹理映射就是从二维纹理平面到三维物体表面的映射。通常二维纹理平面是有范围限制的, 在这个平面区域内，每点全部可用数学函数表示，从而能够离散的分离出每点的灰度值和颜色值，这个平面区域称为纹理空间， 通常将纹理空间的平面区域定义在0,1*0,1。纹理映射是确定物
3、体表面一点P在纹理空间中的对应点(u,v)，从而纹理空间中的点(u,v)处的纹理值就是物体表面点P的纹理属性。建立纹理空间和景物空间及景物空间和屏幕空间之间的映射关系：图1 纹理映射景物表面的纹理属性关键有以下几个：表面颜色，即表面的漫反射率；镜面反射分量，即表面的镜面反射率；透明度；表面法向，即挠动表面法一直产生表面的凹凸纹理；环境的漫反射和镜面反射效果；光源强度和色彩分布。依据纹理定义域的不一样，可分为而为二维和三维纹理，因为本文是基于Android平台的，考虑到效率和问题，关键给出了二维纹理的模型，对三维纹理映射技术就不再讨论了。2纹理映射的实现本节将经过在一个立方体各个面贴上图片来介绍
4、Android平台下基于OpenGL ES的纹理映射相关的内容：定义纹理、控制滤波、说明映射方法、绘制场景，给出顶点的纹理坐标和几何坐标。首先，我们经过Android平台的OpenGL ES库来创立一个纹理，并使用图片来生成一个纹理，过程以下：IntBuffer intBuffer = IntBuffer.allocate(1);/创立纹理gl.glGenTextures(1, intBuffer);/设置要使用的纹理gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D, texture);函数glGenTextures(int n, intBuffer textures)用
5、于通知OpenGL我们想生成一个纹理的名字。函数glBindTexture(int target, int texture)方法用于通知OpenGL将纹理名字texture绑定到纹理目标上。在Android中我们使用GLUtils中的一个静态方法texImage2D(int target, int level, Bitmap bitmap, int border)来生成一个纹理。过程以下：/生成纹理GLUtils.texImage2D(GL10.GL_TEXTURE_2D, 0, GLImage.mBitmap, 0)经过以上过程，我们便成功地创立了一个纹理。为了能有更加好的效果，我们还需要设
6、置在OpenGL现实图像时，它放大得比原始纹理大（GL_TEXTURE_MAG_FILTER）或缩小得比原始纹理小（GL_TEXTURE_MIN_FILTER）时OpenGL所采取的滤波方法。以下过程是我们设置的线性滤波：/设置线性滤波Gl.glTexParameterx(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL10.GL_LINEAR)；在android中能够使用glBindTexture(int target, int texture)方法来绑定纹理。以下过程绑定了上面创立的纹理：Gl.glBindTexture(GL10.GL_
7、TEXTURE_COORD_ARRAY)；/绑定纹理纹理需要使用glEnableClientState（）方法来开启纹理：Gl.glEnableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);和之对应的，关闭纹理过程以下：Gl.glDisableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);为了将纹理正确的映射到四边形上，必需将纹理的右上角映射到四边形的右上角，纹理的左上角映射到四边形的左上角，纹理的右下角和左下角亦是如此。因为，假如映射错误的话，图像显示时可能上下颠倒，侧向一边或什么全部没有。下面是我们对立方体的每一个面所
8、设置的纹理映射数据：IntBuffer texCoords = IntBuffer.wrap(new intOne,0.,0,0,0,one,one,one,0,0,0,one,one,one,one,0,One,one,one,0,0,0,0,one0,one,one,one,one,0,0,0,0,0,0,one,one,one,one,0,One,0,0,0,0,one,one,one);设置好这些映射数据以后，能够经过glTexCoordPointer将纹理绑定到要绘制的物体上。过程以下：Gl.glTextCoordPointer(2, GL10.GL_FIXED, 0, texCoo
9、rds);最终，将其绘制到屏幕上即可。效果图2图所表示：图2 纹理映射效果3结束语本文经过对纹理映射的基础原理进行了分析，并在Android平台中利用Opengl ES图形库对纹理映射技术进行了实现。因为本文利用的是Android应用层封装后的Opengl ES图形库，在效率上欠佳，以后的关键工作是经过Android NDK对Opengl ES进行原生态开发，进而提升实现效率。参考文件1李增忠.纹理映射技术的研究D.优异硕士学位论文全文数据库,2021.2(美)Shane CnderAndroid移动应用开发从入门到精通M.北京：人民邮电出版社,2021.3杨丰盛.Android应用开发揭秘M.北京:机械工业出版社,2021.
