LearnOpenGL - Textures

url: https://learnopengl.com/Getting-started/Textures 생성일: 2021년 1월 2일 오후 3:16

우리는 오브젝트에 더 많은 디테일을 추가하기 위해 각 버텍스에 색상을 사용하여 흥미로운 이미지를 만들 수 있다는 것을 배웠습니다. 그러나 사실감을 더 얻기 위해선 더 많은 색상을 지정할 수 있더록 많은 버텍스가 있어야 합니다. 각 모델에는 훨씬 더 많은 버텍스들이 필요하고 각 버텍스에 대해 삭상 속성도 필요하기 때문에 이것은 상당한 양의 추가 오버헤드를 차지합니다.

아티스트와 프로그래머가 일반적으로 선호하는 것은 텍스쳐를 사용하는 것입니다. 텍스쳐는 개체에 세부 정보를 추가하는 데 사용되는 2D이미지 (1D및 3D도 존재함)입니다. (예를들어) 텍스쳐를 멋진 벽돌 이미지가 있는 종이 한장으로 생각하면 3D 집 위에 깔끔하게 접혀서 집에 벽돌 외관이 있는 것 처럼 보입니다. 단일 이미지에 많은 디테일을 삽입 할 수 있기 때문에 추가 버텍스를 지정하지 않고도 오브젝트가 매우 세밀한 느낌을 줄 수 있습니다.

이미지 옆에 있는 텍스쳐를 사용하여 셰이더로 보낼 대량의 임의 데이터 컬렉션을 저장하는 데도 사용할 수 있지만 다른 주제로 넘어가겠습니다.

아래에서 이전 장에서 삼각형이 매핑 된 벽돌벽 의 텍스쳐 이미지를 볼 수 있습니다.

텍스쳐를 삼각형에 매핑하려면 삼각형의 각 꼭지점에 해당하는 텍스쳐 부분을 알려야 합니다. 따라서 각 버텍스에는 텍스쳐 이미지에서 샘플링할 부분을 지정하는 텍스쳐 좌표가 있어야 합니다. 프레그먼트 보간은 나머지 프레그먼트에 대해 나머지를 수행합니다.

텍스쳐 좌표는 x 및 y 축의 0 에서 1 까지 입니다. (2D 텍스쳐 이미지를 사용한다는 점을 기억하세요.) 텍스처 좌표를 사용하여 텍스처 색상을 검색하는 것을 샘플링이라고 합니다. 텍스처 좌표는 텍스처 이미지의 왼쪽 하단에 대한 (0,0) 에서 시작하여 텍스처 이미지의 오른쪽 상단에 대한 (1,1) 까지입니다. 다음 이미지는 텍스처 좌표를 삼각형에 매핑하는 방법을 보여줍니다. 다음 이미지는 텍스처 좌표를 삼각형에 매핑하는 방법을 보여줍니다.

삼각형에 대해 3개의 텍스처 좌표 점을 지정합니다. 삼각형의 왼쪽 하단이 텍스처의 왼쪽 하단과 일치하기를 원하므로 삼각형의 왼쪽 하단 버텍스에 (0.0) 텍스처 좌표를 사용합니다. (1,0) 텍스처 좌표가 있는 오른쪽 하단에도 동일하게 적용됩니다. 삼각형의 상단은 텍스처 이미지의 상단 중앙과 일치해야 하므로 (0.5, 1.0) 을 텍스처 좌표로 사용합니다. 버텍스 셰이더에 3개의 텍스처 좌표만 전달하면 됩니다. 그러면 각 프레그먼트의 모든 텍스처 좌표를 깔끔하게 보간하는 프레그먼트 셰이더로 전달됩니다.

결과 텍스처 좌표는 다음과 같습니다.

float texCoords[] = {
    0.0f, 0.0f,  // 왼쪽 아래 꼭지점  
    1.0f, 0.0f,  // 오른쪽 아래 꼭지점
    0.5f, 1.0f   // 중앙 상단 꼭지점
};

택스처 샘플링은 해석이 느슨하여 다양한 방법으로 수행 할 수 있습니다. 따라서 OpenGL에게 텍스처를 샘플링 하는 방법을 알려주는 것이 우리의 임무입니다.

Texture Wrapping

텍스처 좌표는 일반적으로 (0, 0) 에서 (1,1) 까지 이지만 범위를 벗어난 좌표를 지정하면 어떻게 될까요? OpenGL의 기본 동작은 텍스처 이미지를 반복하는 것입니다. (기본적으로 부동 소수점 텍스처 좌표의 정수 부분을 무시함.) OpenGL이 제공하는 더 많은 옵션이 있습니다.

• GL_REPEAT : 텍스쳐의 기본 동작입니다. 텍스처 이미지를 반복합니다.
• GL_MIRRORED_REPEAT : GL_REPEAT와 같지만 반복 할 때마다 이미지를 미러링합니다.
• GL_CLAMP_TO_EDGE : 0 과 1 사이 좌표를 고정합니다. 그 결과 더 높은 좌표가 가장자리에 고정되어 가장자리 패턴이 늘어납니다.
• GL_CLAMP_TO_BORDER : 이제 범위 밖의 좌표에 사용자 지정 테두리 색상이 지정됩니다.

각 옵션은 기본 범위를 벗어난 텍스처 좌표를 사용할 때 다른 시각적 출력을 가집니다. 샘플 색스처 이미지 (Hólger Rezende의 원본 이미지)에서 이것이 어떻게 보이는지 보겠습니다.

앞서 언급한 각 옵션은 glTexParameter* 함수를 사용하여 좌표 축 (s , t (3D 텍스쳐를 사용하는 경우 r) 당 x , y , z 에 해당)별로 설정할 수 있습니다.

glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_MIRRORED_REPEAT);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_MIRRORED_REPEAT);

첫 번째 인수는 텍스처 대상을 지정합니다. 2D 텍스처로 작업하고 있으므로 텍스처 대상은 GL_TEXTURE_2D 입니다. 두번째 인수는 설정하려는 옵션과 텍스처 축을 지정해야 합니다. S 와 T 축 모두에 대해 구성하려고 합니다. 마지막 인수는 우리가 원하는 텍스처 래핑 모드를 전달하도록 요구하며, 이 경우 OpenGL은 GL_MIRRORED_REPEAT로 현재 활성화 된 텍스처에 텍스처 래핑 옵션을 설정합니다.

GL_CLAMP_TO_BORDER 옵션을 선택하면 테두리 색상도 지정해야 합니다. 이것은 GL_TEXTURE_BORDER_COLOR 를 옵션으로 사용하는 glTexParameter 함수에 해당하는 fv 를 사용하여 수행되며, 여기에서 테두리의 색상 값의 부동 배열을 전달합니다.

float borderColor[] = { 1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f };
glTexParameterfv(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_BORDER_COLOR, borderColor);  

Texture Filtering

텍스쳐 좌표는 해상도에 의존하지 않지만 부동 소수점 값이 될 수 있으므로 OpenGL은 텍스처 좌표를 매핑 할 텍스처 픽셀 (텍셀이라고도 함)을 파악해야 합니다. 이것은 매우 큰 물체와 저해상도 텍스처가 있을 경우 특히 중요합니다. OpenGL에도 이러한 텍스처 필터링 옵션도 포함되어 있다고 추측할 수 있습니다. 여러 가지 옵션을 사용할 수 있지만, 현재 가장 중요한 옵션인 GL_NEAREST 및 GL_LINEAR 에 대해 살펴보겠습니다.

GL_NEAREST (가장 가까운 이웃 또는 포인트 필터링이라고도 함)는 OpenGL의 기본 텍스처 필터링 방법입니다. GL_NEAREST 로 설정하면 OpenGL은 중심이 텍스처 좌표에 가까운 텍셀을 선택합니다. 아래에서 십자가가 정확한 텍스처 좌표를 나타내는 4픽셀을 볼 수 있습니다. 왼쪽 상단 텍셀은 텍스처 좌표에 가장 가까운 중심을 가지므로 샘플링 된 색상으로 선택됩니다.

GL_LINEAR ((이중) 선형 필터링이라고도 함)은 텍스처 좌표의 인접 텍셀에서 보간 된 값을 가져와 텍셀 사이의 색상을 근사합니다. 텍스처 좌표에서 텍셀 중심까지의 거리가 작을수록 해당 텍셀의 색상이 샘플링 된 색상에 더 많이 기여합니다. 아래에서 이웃 픽셀의 혼합 색상이 반환되는 것을 볼 수 있습니다.

그러나 이러한 텍스처 필터링 방법의 시각적 효과는 무엇일까요? 큰 개체에 저해상도의 텍스처를 사용할 때 이러한 방법이 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다. (따라서 텍스처가 위쪽으로 확장되고 개별 텍셀이 눈에 뜁니다

GL_NEAREST 는 텍스처를 형성하는 픽셀을 명확하게 볼 수 있는 블록 패턴을 생성하는 반면 GL_LINEAR 은 개별 픽셀이 덜 보이는 부드러운 패턴을 생성합니다. GL_LINER 은 보다 사실적인 출력을 생성하지만 일부 개발자는 그것보다 8비트 모양을 선호하므로 GL_NEAREST 옵션을 선택합니다.

확대 및 축소작업을 위해 텍스처 필터링을 설정 할 수 있습니다. 예를 들어 텍스처가 축소될 때 가장 가까운 이웃 필터링을 사용하고 업스케일 된 텍스처에 대해선 선형 필터링을 사용할 수 있습니다. 따라서 glTexParameter*를 통해 두 옵션에 대한 필터링 방법을 지정해야 합니다. 코드는 래핑 방법 설정과 유사해야 합니다.

glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);

Mipmaps

수천개의 물체가 있는 큰 방이 있고 각각 텍스처가 붙어있다고 상상해보세요. 뷰어에 가까운 개체와 동일한 고해상도 텍스처가 연결된 멀리있는 개체가 있습니다. 오브젝트가 멀리 떨어져 있고 아마도 몇 개의 프레그먼트만 생성하기 때문에 OpenGL은 텍스처의 많은 부분에 걸쳐있는 프레그먼트에 대해 텍스처 색상을 선택해야하기 때문에 고해상도 텍스처에서 프레그먼트에 대한 올바른 색상 값을 검색하는 데 어려움을 겪습니다. 이렇게 하면 작은 물체에 고해상도 텍스처를 사용하는 메모리 대역폭 낭비는 말할 것도 없고, 작은 물체에 가시적인 이팩트가 생성됩니다.

이 문제를 해결하기 위해 OpenGL은 기본적으로 각 후속 텍스처가 이전 텍스처에 비해 2배 작은 택스처 이미지 모음인 밉맵이라는 개념을 사용합니다. 밉맵의 개념은 이해하기 쉽습니다. 뷰어에서 특정 거리 임계 값이 지나면 OpenGL은 개체까지의 거리에 가장 적합한 다른 밉맵 텍스처를 사용합니다. 물체가 멀리 떨어져 있기 때문에 더 작은 해상도를 사용하더라도 사용자에게 눈에 띄지 않습니다. 그러면 OpenGL은 올바른 텍셀을 샘플링 할 수 있으며 밉맵의 해당 부분을 샘플링 할 때 관련된 캐시 매모리가 줄어듭니다. 밉 매핑된 텍스처가 어떻게 생겼는지 자세히 보겠습니다.

각 텍스처 이미지에 대해 밉 매핑된 텍스처 모음을 만드는 것은 수동으로 수행하기가 번거롭지만 다행스럽게도 OpenGL은 텍스처를 만든 후 glGenerateMipmaps를 한 번만 호출하여 모든 작업을 수행 할 수 있습니다.

렌더링 중에 밉맵 레벨 사이를 전환 할 때 OpenGL은 두 밉맵 레이어 사이에 보이는 날카로운 가장자리와 같은 일부 아티팩트를 표시할 수 있습니다. 일반 텍스처 필터링과 마찬가지로 밉맵 수준 간 전환을 위해 NEAREST 및 LINEAR 필터링을 사용하여 밉맵 수준간에 필터링 할 수도 있습니다. 밉맵 레벨 사이의 필터링 방법을 지정하기 위해 원래 필터링 방법을 다음 네 가지 옵션 중 하나로 대체 할 수 있습니다.

• GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST : 픽셀 크기와 일치시키기 위해 가장 가까운 밉맵을 취하고 텍스처 샘플링에 가장 가까운 이웃 보간을 사용합니다.
• GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST : 가장 가까운 밉맵 레벨을 취하고 선형 보간을 사용하여 해당 레벨을 샘플링합니다.
• GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR : 픽셀 크기에 가장 근접한 두 밉맵 사이를 선형 보간하고 가장 가까운 이웃 보간을 통해 보간 된 레벨을 샘플링합니다.
• GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR : 가장 가까운 두 밉맵 사이를 선형으로 보간하고 선형 보간을 통해 보간된 레벨을 샘플링합니다.

텍스처 필터링과 마찬가지로 필터링 방법을 glTexParameteri를 사용하여 앞서 언급한 4가지 방법 중 하나를 사용할 수 있습니다.

glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);

일반적인 실수는 밉맵 필터링 옵션 중 하나를 확대 필터로 설정하는 것입니다. 밉맵은 주로 텍스처가 축소 될 때 사용되기 때문에 효과가 없습니다. 텍스처 확대는 밉맵을 사용하지 않으며 밉맵 필터링 옵션을 제공하면 OpenGL GL_INVALID_ENUM 에러 코드가 생성됩니다.

Loading and Creating textures

실제로 텍스처를 사용하기 위해 해야할 첫 번째 일은 애플리케이션에 로드하는 것입니다. 텍스처 이미지는 각각 고유 한 구조와 데이터 순서가 있는 수십개의 파일 형식으로 저장할 수 있습니다. 그렇다면 애플리케이션에서 이러한 이미지를 어떻게 가져올 수 있을까요? 한 가지 해결책은 .png 와 같이 사용할 파일 형식을 선택하고 자체 이미지 로더를 작성하여 이미지 형식을 큰 바이트 배열로 변환하는 것입니다. 자체 이미지 로더를 작성하는 것은 그리 어렵지는 않지만 여전히 번거롭고 더 많은 형식을 지원하려면 각 형식에 대해 이미지 로더를 작성해야 합니다.

또 다른 해결책이자 좋아 보이는 해결책은 자주 사용하는 여러가지 형식을 지원하고 우리를 위해 모든 노력을 다하는 이미지 로딩 라이브러리를 사용하는 것입니다. std_image.h 와 같은거 말이죠

stb_image.h

stb_image.h 는 Sean Barrett 의 매우 인기있는 단일 헤더 이미지 로딩 라이브러리로, 가장 많이 사용되는 파일 형식을 로드할 수 있으며, 프로젝트에 쉽게 통합할 수 있습니다. stb_image.h 는 여기에서 다운로드 할 수 있습니다. 단일 헤더파일을 다운로드하고 stb_image.h 로 프로젝트에 추가한 후 다음 코드로 추가 C++ 파일을 만듭니다.

#define STB_IMAGE_IMPLEMENTATION
#include "stb_image.h

STB_IMAGE_IMPLEMENTATION 을 정의함으로써 전처리기는 관련 정의 소스 코드만 포함하도록 헤더 파일을 수정하여 효과적으로 헤더 파일을 .cpp 파일로 변환합니다. 이제 프로그램 어딘가에 std_image.h 를 포함하고 컴파일하십시오.

다음 텍스처 섹션에는 나무 컨테이너의 이미지를 사용합니다. stb_image.h 를 사용하여 이미지를 로드하려면 stbi_load 함수를 사용합니다.

int width, height, nrChannels;
unsigned char *data = stbi_load("container.jpg", &width, &height, &nrChannels, 0); 

이 함수는 먼저 이미지 파일의 위치를 입력으로 받습니다. 그런 다음 stb_image.h 가 결과 이미지의 너비, 높이 및 색상 체널로 채울 **두 번째, 세 번째, 네 번째 인수로 세 개의 ints 를 제공 할 것으로 예상합니다. 나중에 텍스처를 생성하려면 이미지의 너비와 높이가 필요합니다.

Generating a texture

OpenGL의 이전 개체와 마찬가지로 텍스처는 ID로 참조됩니다. 하나 만들어 보겠습니다.

unsigned int texture;
glGenTextures(1, &texture);  

glGenTextures 함수는 먼저 우리가 생성하려는 텍스처의 수를 입력으로 취하고 두 번째 인수로 지정된 unsigned int 배열로 저장합니다 (이 경우에는 단일 unsigned int). 다른 오브젝트와 마찬가지로 바인딩 해야 후속 텍스처 명령이 현재 바인딩 된 텍스처를 구성합니

glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);

이제 텍스처가 바인딩되었으므로 이전에 로드 된 이미지 데이터를 사용하여 텍스쳐 생성을 시작할 수 있습니다. 텍스처는 glTexImage2D로 생성됩니다.

glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, width, height, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, data);
glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);

이것은 매개 변수가 상당히 많은 큰 함수이므로 단계별로 살펴보겠습니다.

• 첫 번째 인수는 텍스처 대상을 지정합니다. 이것을 GL_TEXTURE_2D 로 설정하면 이 작업이 동일한 대상에서 현재 바인딩 된 개체에 텍스처를 생성한다는 의미입니다. (따라서 대상 GL_TEXTURE_ID 또는 GL_TEXTURE_3D에 바인딩 된 텍스처는 영향을 받지 않습니다.)
• 두 번째 인수는 각 밉맵 레벨을 수동으로 설정하려는 경우 텍스처를 생성하려는 밉맵 레벨을 지정하지만 기본 레벨인 0 으로 두겠습니다.
• 세 번째 인수는 OpenGL 에게 텍스처를 저장할 형식을 알려줍니다. 이미지에는 RGB 값만 있으므로 RGB 값으로 텍스처도 저장합니다.
• 네 번째와 다섯 번째 인수는 결과 텍스처의 너비와 높이를 설정합니다. 이미지를 로드 할 때 이전에 저장했으므로 해당 변수를 사용합니다.
• 다음 인수는 항상 0 이어야 합니다. (레거시 항목)
• 7번째와 8번째 인수는 소스 이미지의 형식과 데이터 유형을 지정합니다. 이미지에 RGB 값을 로드하고 char (바이트)로 저장했으므로 해당 값을 전달합니다.
• 마지막 인수는 실제 이미지 데이터입니다.

glTexture2D가 호출되면 현재 바인딩 된 텍스처 개체에 텍스처 이미지가 붙혀집니다. 그러나 현재 텍스처 이미지의 기본 수준만 로드되어 있으며 밉맵을 사용하려면 모든 다른 이미지를 수정으로 지정해야 합니다. (두 번째 인수를 계속 증가시키면서) 또는 텍스처를 생성 한 후 glGenerateMipmap을 호출 할 수 있습니다. 그러면 현재 바인딩 된 텍스처에 필요한 모든 밉맵이 자동으로 생성됩니다.

텍스처 및 해당 밉맵 생성을 완료 한 후 이미지 메모리를 해제하는 것이 좋습니다.

stbi_image_free(data);

따라서 텍스처를 생성하는 전체 프로세스는 다음과 같습니다,

unsigned int texture;
glGenTextures(1, &texture);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);
// 텍스쳐 래핑 / 필터링 옵션 설정 (현재 바인딩 된 텍스쳐 개체에서)
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);	
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
// 텍스처를 로딩하고 생성
int width, height, nrChannels;
unsigned char *data = stbi_load("container.jpg", &width, &height, &nrChannels, 0);
if (data)
{
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, width, height, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, data);
    glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);
}
else
{
    std::cout << "Failed to load texture" << std::endl;
}
stbi_image_free(data);

Applying textures

다음 섹션에서는 Hello Triangle 장의 마지막 부분에서 glDrawElements로 그린 사각형 모양을 사용합니다. 텍스처를 샘플링하는 방법을 OpenGL에 알려야 하므로 텍스처 좌표로 버텍스 데이터를 업데이트 해야 합니다.

float vertices[] = {
    // positions          // colors           // texture coords
     0.5f,  0.5f, 0.0f,   1.0f, 0.0f, 0.0f,   1.0f, 1.0f,   // top right
     0.5f, -0.5f, 0.0f,   0.0f, 1.0f, 0.0f,   1.0f, 0.0f,   // bottom right
    -0.5f, -0.5f, 0.0f,   0.0f, 0.0f, 1.0f,   0.0f, 0.0f,   // bottom left
    -0.5f,  0.5f, 0.0f,   1.0f, 1.0f, 0.0f,   0.0f, 1.0f    // top left 
};

추가 버텍스 속성을 추가 했으므로 다시 OpenGL에게 새로운 버텍스 형식을 알려야 합니다.

glVertexAttribPointer(2,2,GL_FLOAT,GL_FALSE,8*sizeof(float),(void*)(6*sizeof(float)));
glEnableVertexAttribArray(2);  

이전 두 버텍스 속성에 stride 매개 변수도 8 * sizeof(float) 로 조정해야 합니다.

다음으로 텍스처 좌표를 버텍스 속성으로 받아들이도록 버텍스 셰이더를 변경 한 다음 해당 좌표를 프레그먼트 셰이더로 전달해야 합니다.

#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 aPos;
layout (location = 1) in vec3 aColor;
layout (location = 2) in vec2 aTexCoord;

out vec3 ourColor;
out vec2 TexCoord;

void main()
{
    gl_Position = vec4(aPos, 1.0);
    ourColor = aColor;
    TexCoord = aTexCoord;
}

그러면 프래그먼트 셰이더는 TexCoord 출력 변수를 입력 변수로 받아 들어야 합니다.

프래그먼트 셰이더도 텍스처 개체에 액세스 할 수 있어야 하지만 텍스처 개체를 프래그먼트 셰이더로 어떻게 전달할까요? GLSL에는 우리가 원하는 텍스처 유형을 접미사로 취하는 샘플러라는 텍스처 개체에 대한 내장 데이터 유형이 있습니다. sampler1D, sampler3D 또는 이 경우 sampler2D 입니다. 그런 다음 나중에 텍스처를 할당 할 uniform sampler2D 를 선언하여 프레그먼트 셰이더에 텍스처를 추가할 수 있습니다.

#version 330 core
out vec4 FragColor;
  
in vec3 ourColor;
in vec2 TexCoord;

uniform sampler2D ourTexture;

void main()
{
    FragColor = texture(ourTexture, TexCoord);
}

텍스처의 색상을 샘플링하기 위해 첫 번째 인수로 텍스처 샘플러를, 두 번째 인수로 해당 텍스처 좌표를 받는 GLSL의 내장 텍스처 함수를 사용합니다. 텍스처 함수는 앞서 설정한 텍스처 매개 변수를 사용하여 해당 색상 값을 샘플링합니다. 이 프레그먼트 셰이더의 출력은 (보간 된) 텍스처 좌표에서 텍스처의 (필터링 된) 색상입니다.

이제 남은 일은 glDrawElements를 호출하기 전에 텍스처를 바인딩하는 것입니다. 그러면 텍스처가 프레그먼트 셰이더의 샘플러에 자동으로 할당됩니다.

glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);
glBindVertexArray(VAO);
glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, 0);

모든 것을 올바르게 수행했다면 다음 이미지가 표시됩니다.

직사각형이 완전히 힌색이거나 검은색이면 도중에 오류가 발생한 것 일 수 있습니다. 셰이더 로그를 확인하고 코드를 소스 코드와 비교 해 보세요.

텍스처 코드가 작동하지 않거나 완전한 검은색으로 표시되는 경우, 그냥 계속 따라가서 작동해야 하는 마지막 예제를 확인하세요. 일부 드라이버에서는 각 샘플러 유니폼에 텍스처 단위를 할당하는 것이 필수이며, 이는 이 장에서 자세히 설명합니다.

좀 펑키하게 만들기 위해 결과 텍스처 색상을 버텍스 색상과 혼합 할 수도 있습니다. 결과 텍스처 색상을 프래그먼트 셰이더의 버텍스 색상과 곱하여 두 색상을 혼합하기만 하면 됩니다.

FragColor = texture(ourTexture, TexCoord) * vec4(ourColor, 1.0);  

버텍스의 색상과 텍스처의 색상의 혼합은 다음과 같이 보입니다.

우리 컨테이너가 디스코를 좋아하는거 같습니다.

Texture Units

glUniform으로 값을 할당하지 않는 경우 왜 sampler2D 변수가 균일한지 궁금 할 것입니다. glUniform1i를 사용하여 실제로 location 값을 텍스처 샘플러에 할당할 수 있으므로 프레그먼트 셰이더에서 한 번에 여러 텍스처를 설정할 수 있습니다. 텍스처의 이 위치는 일반적으로 텍스처 단위로 알려져 있습니다. 텍스처의 기본 텍스처 단위는 기본 활성 텍스처 단위인 0 이므로 이전 섹션에서 위치를 할당 할 필요가 없습니다. 모든 그래픽 드라이버가 기본 텍스처 단위를 할당하는 것은 아니므로 이전 섹션이 렌더링 되지 않았을 수도 있습니다.

텍스처 유닛의 주요 목적은 셰이더에서 하나 이상의 텍스처를 사용할 수 있도록 하는 것입니다. 샘플러에 텍스처 단위를 할당하면 해당 텍스처 단위를 먼저 활성화하는 한 한번에 여러 텍스처에 바인딩 할 수 있습니다. glBindTexture와 마찬가지로 사용할 텍스처 유닛을 전달하는 glActiveTexture를 사용하여 텍스처 유닛을 활성화 할 수 있습니다.

glActiveTexture(GL_TEXTURE0); // 텍스처를 바인딩 하기 전에 먼저 텍스처 유닛을 활성화해야함
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);

텍스처 유닛을 활성화 한 후 후속 glBindTexture 호출은 해당 텍스처를 현재 활성화 된 텍스처 유닛에 바인딩합니다. 텍스처 단위 GL_TEXTURE0는 항상 기본적으로 활성화되어 있으므로 glBindTexture를 사용할 때 이전 예제에서 텍스처 단위를 활성화 할 필요가 없습니다.

OpenGL에는 GL_TEXTURE0 ~ GL_TEXTURE15를 사용하여 활성화 할 수 있는 최소 16개의 텍스처 단위가 있어야 합니다. 예를 들어 GL_TEXTURE + 8을 통해 GL_TEXTURE8을 얻을 수 있도록 순서대로 정의됩니다. 이는 여러 텍스처 단위를 반복해야 할 때 유용합니다.

그러나 다른 샘플러를 받아들이려면 여전히 프레그먼트 셰이더를 편집해야 합니다. 이제부턴 비교적 간단합니다.

#version 330 core
...

uniform sampler2D texture1;
uniform sampler2D texture2;

void main()
{
    FragColor = mix(texture(texture1, TexCoord), texture(texture2, TexCoord), 0.2);
}

최종 출력 색상은 이제 두 텍스처의 조합입니다. GLSL의 내장된 혼합 함수는 두 개의 값을 입력으로 취하고 세 번째 인수를 기반으로 두 값을 선형으로 보간합니다. 세 번째 값이 0.0 이면 첫 번째 입력을 반환합니다. 1.0 이면 두 번째 입력 값을 반환합니다. 값이 0.2 이면 첫 번째 입력 색상의 80% 와 두 번째 입력 색상의 20% 가 반환되어 두 텍스처가 혼합됩니다.

이제 다른 텍스처를 로드하고 생성하려고 합니다. 이제 단계에 익숙해지셔야 합니다. 다른 텍스처 개체를 생성하고 이미지를 로드하고 glTexImage2D를 사용하여 최종 텍스처를 생성해야 합니다. 두 번째 텍스처에는 OpenGL을 바우는 동안의 표정 이미지를 사용합니다.

unsigned char *data = stbi_load("awesomeface.png", &width, &height, &nrChannels, 0);
if (data)
{
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, width, height, 
									0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, data);
    glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);
}

이제 알파(투명도) 채널을 포함하는 .png 이미지를 로드합니다. 즉, GL_RGBA를 사용하여 이미지 데이터에 알파 채널도 포함되도록 지정해야 합니다. 그렇지 않으면 OpenGL이 이미지 데이터를 잘못 해석합니다.

두 번째 텍스처 (및 첫번째 텍스처)를 사용하려면 두 텍스처를 해당 텍스처 단위에 바인딩하여 렌더링 절차를 약간 변경해야 합니다.

glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture1);
glActiveTexture(GL_TEXTURE1);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture2);

glBindVertexArray(VAO);
glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, 0); 

또한 glUniform1i를 사용하여 각 샘플러를 설정하여 각 셰이더 샘플러가 속한 텍스처 단위를 OpenGL에 알려야 합니다. 한 번만 설정하면 되므로 렌더링 루프에 들어가기 전에 이 작업을 수행할 수 있습니다

ourShader.use(); //유니폼을 설정하기 전에 셰이더를 액티브하는 것을 까먹지마세요!  
glUniform1i(glGetUniformLocation(ourShader.ID, "texture1"), 0); // 수동으로 설정
ourShader.setInt("texture2", 1); // 아니면 셰이더 클래스로 설정
  
while(...) 
{
    [...]
}

glUniform1i를 통해 샘플러를 설정하여 각 균일한 샘플러가 적절한 텍스처 단위에 해당하는지 확인합니다. 다음과 같은 결과를 얻어야 합니다.

텍스처가 거꾸로 뒤집힌 것을 볼 수 있을 겁니다! 이것은 OpenGL이 y축의 0.0 좌표가 이미지의 아래쪽에 있을 것으로 예상하기 때문에 발생하지만 이미지는 일반적으로 y축의 위쪽에 0.0 이 있습니다. 다행스럽게도 stb_image.h 는 이미지를 로드하기 전에 다음 문을 추가하여 이미지 로드 중에 y축을 뒤집을 수 있습니다.

stbi_set_flip_vertically_on_load(true);  

이미지를 로드할 때 stb_image.h 에게 y축을 뒤집도록 지시한 후 다음 결과를 얻을 수 있습니다.

해피 컨테이너를 볼 수 있게 되었다면 잘한겁니다. 소스 코드와 비교해보세요.

Exercises

텍스처에 더 익숙해 지려면 계속하기 전에 이러한 연습을 통해 작업하는 것이 좋습니다.

• 프래그먼트 셰이더만 변경하여 행복한 얼굴이 반대 / 역방향으로 보이는지 확인하세요: 정답.
• 0.0f ~ 1.0f 대신 0.0f ~ 2.0f 범위의 텍스처 좌표를 지정하여 다양한 텍스처 래핑 방법을 실험해보세요. 가장자리에 고정 된 단일 컨테이너 이미지에 웃는 얼굴 4개를 표시 할 수 있는지 확인하세요: 정답, 결과. 다른 포장 방법도 실험할 수 있는지 확인하십시오.
• 텍스쳐 좌표를 변경하여 개별 픽셀이 보이도록 직사각형 텍스처 이미지의 중심 필셀만 표시하도록 합니다. 픽셀을 더 명확하게 보려면 텍스처 필터링 방법을 GL_NEAREST로 설정하십시오: 정답.
• 균일 변수를 혼합 함수의 세 번째 매개 변수로 사용하여 두 텍스처가 표시되는 양을 변경합니다. 위쪽 및 아래쪽 화살표 키를 사용하여 컨테이너 또는 웃는 얼굴이 표시되는 정도를 변경합니다. 정답.