http://huangwei.pro/2015-08/modern-opengl2/
在本文中，我們將給三角形加一個貼圖，這需要在頂點和片段著色器中加入一些新變量，創建和使用貼圖對象，并且學習一點貼圖單元和貼圖坐標的知識。
本文會使用兩個新的類到tdogl命名空間中：tdogl:Bitmap和tdogl:Texture。這些類允許我們將jpg，png或bmp圖片上傳到顯存并用于著色器。tdogl:Program類也增加一些相關接口。
獲取代碼
所有例子代碼的zip打包可以從這里獲取：https://github.com/tomdalling/opengl-series/archive/master.zip。
這一系列文章中所使用的代碼都存放在：https://github.com/tomdalling/opengl-series。你可以在頁面中下載zip，加入你會git的話，也可以復制該倉庫。
本文代碼你可以在source/02_textures目錄里找到。使用OS X系統的，可以打開根目錄里的opengl-series.xcodeproj，選擇本文工程。使用Windows系統的，可以在Visual Studio 2013里打開opengl-series.sln，選擇相應工程。
工程里已包含所有依賴，所以你不需要再安裝或者配置額外的東西。如果有任何編譯或運行上的問題，請聯系我。
著色器變量Uniform與Attribute
教程一里的著色器變量都是attribute，本文介紹另外一種類型的變量：uniform變量。
著色器變量有兩種類型：uniform和attribute。attribute變量可以在每個頂點上有不同值。而uniform變量在多個頂點上保持相同值。比如，你想要給一個三角形設置一種顏色，那你應該使用uniform變量，如果你希望每個三角形頂點有不同顏色，你應該使用attribute變量。從這開始，我稱呼他們為“uniforms”和“attributes”。
Uniforms能被任意著色器訪問，但是Attributes必須先進入頂點著色器，而非片段著色器。頂點著色器在需要時會將該值傳給片段著色器。這因為Uniforms像常量-它們不會被任何著色器更改。然而，Attributes不是常量。頂點著色器會改變Attribute變量的值，在片段著色器獲取之前。就是說，頂點著色器的輸出就是片段著色器的輸入。
為了設置Uniform的值，我們可以調用glUniform*系列函數。而設置Attribute的值，我們需要在VBO中保存，并且和VAO一起發送給著色器，就像前一篇教程里的glVertexAttribPointer。加入你不想把值存在VBO里，你也可以使用glVertexAttrib*系列函數來設置Attribute值。
貼圖
貼圖，大體上來說就是你應用在3D物體上的2D圖像。它有其它用途，但顯示2D圖像在3D幾何上是最常用的。有1D，2D，3D貼圖，但本文只講2D貼圖。更深入閱讀，請參見Learning Modern 3D Graphics Programming書中的Textures are not Pictures章節。
貼圖是存放在顯存里的。那就是說，你需要在使用之前上傳你的貼圖數據給顯卡。這類似VBO在前文的作用-VBO也是在使用之前需要存放到顯存上。
貼圖的高和寬需要是2的冪次方。比如16，32，64，128，256，512。本文中使用的是256*256的圖像作為貼圖，如下圖所示。
我們使用tdogl:Bitmap來加載“hazard.png”的原始像素數據到內存中，參見stb_image幫助文檔。然后我們使用tdogl:Texture上傳原始像素數據給OpenGL貼圖對象。幸運的是OpenGL中的貼圖創建方法從面世到現在都沒有實質性的變化，所以網上有大量的創建貼圖的好文章。雖然貼圖坐標的傳輸方式有變化，但創建貼圖還是跟以前一樣。
以下是tdogl:Texture的構造函數，用于OpenGL貼圖創建。
Texture::Texture(const Bitmap& bitmap, GLint minMagFiler, GLint wrapMode) : _originalWidth((GLfloat)bitmap.width()), _originalHeight((GLfloat)bitmap.height()) { glGenTextures(1, &_object); glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, _object); glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, minMagFiler); glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, minMagFiler); glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, wrapMode); glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, wrapMode); glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, TextureFormatForBitmapFormat(bitmap.format()), (GLsizei)bitmap.width(), (GLsizei)bitmap.height(), 0, TextureFormatForBitmapFormat(bitmap.format()), GL_UNSIGNED_BYTE, bitmap.pixelBuffer()); glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0); }
貼圖坐標
毫無疑問，貼圖坐標就是貼圖上的坐標。關于貼圖坐標比較奇特的是它們不是以像素為單位。它們范圍是從0到1，(0, 0)是左下角，(1, 1)是右上角。假如你上傳到OpenGL的圖像是顛倒的，那(0, 0)就是左上角，而非左下角。將像素坐標轉換為貼圖坐標，你必須除上貼圖的寬和高。比如，在256*256的圖像中，像素坐標(128, 256)的貼圖坐標是(0.5, 1)。
貼圖坐標通常被稱為UV坐標。你也可以叫它們是XY坐標，但是XYZ通常被用來表示頂點，我們不希望將這兩者混淆。
貼圖圖像單元
貼圖圖像單元，亦或簡稱“貼圖單元”，是在OpenGL中略怪異的一部分。你無法直接發送貼圖給著色器。首先，你要綁定貼圖到貼圖單元，然后呢要發送貼圖單元的索引給著色器
對于貼圖單元是有數量限制的。在低端硬件上，如手機，它們只有兩個貼圖單元。既然如此，即使我們有許多的貼圖，我們也只能同時使用兩個貼圖單元在著色器中。我們在本文中只用到了一個貼圖，所以也只需要一個貼圖單元，但它可以在多個不同的著色器中混合。
實現貼圖
首先，讓我們創建一個新的全局貼圖。
tdogl::Texture* gTexture = NULL;
我們為加載“hazard.png”圖片新增一個函數。該函數能被AppMain所調用。
static void LoadTexture() { tdogl::Bitmap bmp = tdogl::Bitmap::bitmapFromFile(ResourcePath("hazard.png")); bmp.flipVertically(); gTexture = new tdogl::Texture(bmp); }
下一步，我們給每個三角形的頂點一個貼圖坐標。假如你跟上圖比較過UV坐標，就可以看出按順序這個坐標表示（中，上），（左，下）和（右，下）。
GLfloat vertexData[] = { // X Y Z U V 0.0f, 0.8f, 0.0f, 0.5f, 1.0f, -0.8f,-0.8f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.8f,-0.8f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, };
現在我們需要修改片段著色器，使得它能使用貼圖和貼圖坐標作為輸入。下面是新的片段著色器代碼：
#version 150 uniform sampler2D tex; //this is the texture in vec2 fragTexCoord; //this is the texture coord out vec4 finalColor; //this is the output color of the pixel void main() { finalColor = texture(tex, fragTexCoord); }
uniform關鍵字說明tex是uniform變量。貼圖是一致的，因為所有三角形頂點有相同的貼圖。sampler2D是變量類型，說明它包含一個2D貼圖。
fragTexCoord是attribute變量，因為每個三角形頂點是不同的貼圖坐標。
texture函數是用來查找給定貼圖坐標的像素顏色。在GLSL舊版本中，你應該使用texture2D函數來實現該功能。
我們無法直接傳送attribute給判斷著色器，因為attribute必須首先通過頂點著色器。這兒是修改過的頂點著色器：
#version 150 in vec3 vert; in vec2 vertTexCoord; out vec2 fragTexCoord; void main() { // Pass the tex coord straight through to the fragment shader fragTexCoord = vertTexCoord; gl_Position = vec4(vert, 1); }
頂點著色器使用vertTexCoord作為輸入，并且將它不經修改，直接傳給名為fragTexCoord的attribute片段著色器變量。
著色器有兩個變量需要我們設置：vertTexCoordattribute變量和texuniform變量。讓我們從設置tex變量開始。打開main.cpp，找到Render()函數。我們在繪制三角形之前設置texuniform變量：
glActiveTexture(GL_TEXTURE0); glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, gTexture->object()); gProgram->setUniform("tex", 0); //set to 0 because the texture is bound to GL_TEXTURE0
貼圖在沒有綁定到貼圖單元時，是無法使用的。glActiveTexture告訴OpenGL我們希望使用哪個貼圖單元。GL_TEXTURE0是第一個貼圖單元，我們就使用它。
下一本，我們使用glBindTexture來綁定我們的貼圖到激活的貼圖單元。
然后我們設置貼圖單元索引給texuniform著色器變量。我們使用0號貼圖單元，所以我們設置tex變量為整數0。setUniform方法只是調用了glUnifrom1i函數。
最后一步，獲取貼圖坐標給vertTexCoordattribute變量。為了實現它，我們需要修改LoadTriangle()函數中的VAO。之前的代碼是這樣的：
// Put the three triangle vertices into the VBO GLfloat vertexData[] = { // X Y Z 0.0f, 0.8f, 0.0f, -0.8f,-0.8f, 0.0f, 0.8f,-0.8f, 0.0f }; // connect the xyz to the "vert" attribute of the vertex shader glEnableVertexAttribArray(gProgram->attrib("vert")); glVertexAttribPointer(gProgram->attrib("vert"), 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, NULL);
現在我們需要改成這樣：
// Put the three triangle vertices (XYZ) and texture coordinates (UV) into the VBO GLfloat vertexData[] = { // X Y Z U V 0.0f, 0.8f, 0.0f, 0.5f, 1.0f, -0.8f,-0.8f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.8f,-0.8f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, }; // connect the xyz to the "vert" attribute of the vertex shader glEnableVertexAttribArray(gProgram->attrib("vert")); glVertexAttribPointer(gProgram->attrib("vert"), 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 5*sizeof(GLfloat), NULL); // connect the uv coords to the "vertTexCoord" attribute of the vertex shader glEnableVertexAttribArray(gProgram->attrib("vertTexCoord")); glVertexAttribPointer(gProgram->attrib("vertTexCoord"), 2, GL_FLOAT, GL_TRUE, 5*sizeof(GLfloat), (const GLvoid*)(3 * sizeof(GLfloat)));
我們第二次調用了glVertexAttribPointer，但我們也修改了第一個調用。最重要的是最后兩個參數。
兩個glVertexAttribPointer調用的倒數第二個參數都是5*sizeof(GLfloat)。這是“步長”參數。該參數是表明每個值開始位置的間隔是多少字節，或者說是到下個值開始的字節數。在兩個調用中，每個值是5個GLFloat長度。舉個例子，加入我們從“X”開始，往前數5個值，我們會落在下個“X”值上。從“U”開始也一樣，也是往前數5個。該參數是字節單位，不是浮點作為單位，所以我們必須乘上浮點類型所占字節數。
最后一個參數glVertexAttribPointer是一個“偏移”參數。該參數需要知道從開始到第一個值有多少字節。開始是XYZ，所以偏移設置為NULL表示“到開始的距離為0字節”。第一個UV不在最前面-中間有3個浮點的距離。再說一遍，參數是以字節為單位，而非浮點，所以我們必須乘上浮點類型所占字節數。并且我們必須將數值轉為const GLvoid*類型，因為在舊版本的OpenGL中該參數有別于現在的“偏移”。
現在，當你運行程序，你就能看到如本文最上方的那個三角形。
下篇預告
下一篇教程中我們會學一些矩陣相關的東西，使用矩陣來旋轉立方體，移動相機，和添加透視投影。我們還會學習深度緩沖和基于時間更新的邏輯，比如動畫。
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