2022年2月1日 第叁講 紋理基礎(chǔ)概念

紋理類型

• Default：默認(rèn)的紋理類型格式

• Normal map：法線貼圖，可將顏色通道轉(zhuǎn)換為適合實(shí)時(shí)法線貼圖格式

• Editor GUI and Legacy GUI：在編輯器GUI控件上使用紋理請(qǐng)選擇此類型

• Sprite(2D and UI)：在2D游戲中使用的精靈(Sprite)或UGUI使用的紋理請(qǐng)選擇此類型

• Cursor：鼠標(biāo)光標(biāo)自定義紋理類型

• Cookie：用于光照Cookie剪影類型的紋理

• Lightmap：光照貼圖類型的紋理，編碼格式取決于不同的平臺(tái)

• Single Channel：如果原始圖片文件只有一個(gè)通道，請(qǐng)選擇此類型

紋理大小

選擇合適紋理大小應(yīng)盡量遵循以下經(jīng)驗(yàn)：

• 不同平臺(tái)、不同硬件配置選擇不同的紋理大小，Unity下可以采用bundle變體設(shè)置多套資源、通過(guò)Mipmap限制不同平臺(tái)加載不同level層級(jí)的貼圖。

• 根據(jù)紋理用途的不同選擇不同的紋理加載方式，如流式紋理加載Texture Streaming、稀疏紋理Sparse Texture、虛擬紋理VirtualTexture等方式。

• 不能讓美術(shù)人員通過(guò)增加紋理大小的方式增加細(xì)節(jié)，可以選擇細(xì)節(jié)貼圖DetailMap或增加高反差保留的方式。

• 在不降低視覺(jué)效果的情況下盡量減小貼圖大小，最好的方式是紋理映射的每一個(gè)紋素的大小正好符合屏幕上顯示像素的大小，如果紋理小了會(huì)造成欠采樣，紋理顯示模糊，如果紋理大了會(huì)造成過(guò)采樣，紋理顯示噪點(diǎn)。這一點(diǎn)做到完美平衡很難保障，可以充分利用Unity編輯器下SceneView->DrawMode->Mipmap來(lái)查看在游戲攝像機(jī)視角下哪些紋理過(guò)采樣，哪些紋理欠采樣，進(jìn)而來(lái)調(diào)整紋理大小。

紋理顏色空間

默認(rèn)大多數(shù)圖像處理工具都會(huì)使用sRGB顏色空間處理和導(dǎo)出紋理。但如果你的紋理不是用作顏色信息的話，那就不要使用sRGB空間，如金屬度貼圖、粗糙度貼圖、高度圖或者法線貼圖等。一旦這些紋理使用sRGB空間會(huì)造成視覺(jué)表現(xiàn)錯(cuò)誤。

紋理壓縮

紋理壓縮是指圖像壓縮算法，保持貼圖視覺(jué)質(zhì)量的同時(shí)，盡量減小紋理數(shù)據(jù)的大小。默認(rèn)情況下我們的紋理原始格式采用PNG或TGA這類通用文件格式，但與專用圖像格式相比他們?cè)L問(wèn)和采樣速度都比較慢，無(wú)法通用GPU硬件加速，同時(shí)紋理數(shù)據(jù)量大，占用內(nèi)存較高。所以在渲染中我們會(huì)采用一些硬件支持的紋理壓縮格式，如ASTC 、ETC、ETC2、DXT等。

如下圖為未壓縮、ETC2、ASTC6x6三種格式文件大小對(duì)比，我們可以看到在質(zhì)量相差不大的情況下ASTC6x6壓縮下大小可以減少到接近未壓縮的十分之一。

紋理圖集

紋理圖集是一系列小紋理圖像的集合，

• 優(yōu)點(diǎn)：

一是采用共同紋理圖集的多個(gè)靜態(tài)網(wǎng)格資源可以進(jìn)行靜態(tài)合批處理，減少DrawCall調(diào)用次數(shù)。

二是紋理圖集可以減少碎紋理過(guò)多，因?yàn)樗麄兇虬谝粋€(gè)圖集里，通過(guò)壓縮可以更有效的利用壓縮，降低紋理的內(nèi)存成本和冗余數(shù)據(jù)。

• 缺點(diǎn)

美術(shù)需要合理規(guī)劃模型，并且要求模型有相同的材質(zhì)著色器，或需要制作通道圖去區(qū)分不同材質(zhì)。制作和修改成本較高。

紋理過(guò)濾

• Nearest Point Filtering：臨近點(diǎn)采樣過(guò)濾最簡(jiǎn)單、計(jì)算量最小的紋理過(guò)濾形式，但在近距離觀察時(shí)，紋理會(huì)呈現(xiàn)塊狀。

• Bilinear Filtering：雙線性采樣過(guò)濾會(huì)對(duì)臨近紋素采樣并插值化處理，對(duì)紋理像素進(jìn)行著色。雙線性過(guò)濾會(huì)讓像素看上去平滑漸變，但近距離觀察時(shí)，紋理會(huì)變得模糊。

• Trilinear Filtering：三線性過(guò)濾除與雙線性過(guò)濾相同部分外，還增加了Mipmap等級(jí)之間的采樣差值混合，用來(lái)平滑過(guò)度消除Mipmap之間的明顯變化。

• Anisotropic Filtering：各向異性過(guò)濾可以改善紋理在傾斜角度下的視覺(jué)效果，跟適合用于地表紋理。

紋理Mipmap

• Mipmap紋理

逐級(jí)減低分辨率來(lái)保存紋理副本。相當(dāng)于生成了紋理LOD，渲染紋理時(shí)，將根據(jù)像素在屏幕中占據(jù)的紋理空間大小選擇合適的Mipmap級(jí)別進(jìn)行采樣。

• 優(yōu)點(diǎn)：

GPU不需要在遠(yuǎn)距離上對(duì)對(duì)象進(jìn)行全分辨率紋理采樣，因此可以提高紋理采樣性能。

同時(shí)也解決了遠(yuǎn)距離下的過(guò)采樣導(dǎo)致的噪點(diǎn)問(wèn)題，提高的紋理渲染質(zhì)量。

• 缺點(diǎn)：

由于Mipmap紋理要生成低分辨率副本，會(huì)造成額外的內(nèi)存開(kāi)銷。