解密glActiveTexture

OpenGL 是一種跨平台的圖形渲染API, 使用OpenGL 可以開發跨平台的圖形應用程序。在OpenGL 的世界裡，圖像是被分為許多紋理的。

在這些紋理中，glActiveTexture 作為 OpenGL 函數之一，對於處理多個紋理非常重要。

一、glActiveTexture是什麼

glActiveTexture 是一個 OpenGL 函數，用於指定當前活動的紋理單元。

    void glActiveTexture(GLenum texture);

其中，texture 是一個 GLenum 類型的參數，指定一個紋理單元，可以是下面這個參數之一：

1. GL_TEXTUREi
2. GL_TEXTURE0 + i

其中 i 的範圍是從 0 到當前 OpenGL 實現支持的最大紋理單元數。

二、glActiveTexture的用途

1. 處理多紋理

OpenGL 允許用戶綁定多個紋理到多個紋理單元上，glActiveTexture 函數就可以用於指定當前活動的紋理單元。

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

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

上面的例子中，我們綁定了一個名為 texture1 的 2D 紋理到紋理單元 GL_TEXTURE0 中，以及一個名為 texture2 的 2D 紋理到紋理單元 GL_TEXTURE1 中。

2. 定義紋理單元

在顯卡硬體資源有限的情況下，我們不可能無限制地向顯卡中增加新的緩存區。為了最優化紋理的使用，我們可以將一張大的圖像分成幾部分儲存在不同的紋理空間中。 glActiveTexture 可以用於定義紋理單元。

    GLuint textures[3];
    glGenTextures(3, textures);

    glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textures[0]);
    ...

上面的例子中，我們首先生成了 3 個紋理緩存，然後定義了紋理空間0 的緩存。

3. 顯卡性能優化

我們使用多個紋理單元來提高顯示性能，這是實現紋理功能的一種方法。

因為紋理一般儲存在顯存當中，顯存的空間有限，所以我們在使用多紋理的時候，需要動態的開闢儲存空間。

因此，合理使用 glActiveTexture 函數可以有效地避免空間浪費。

三、附加代碼示例

// OpenGL 初始化紋理
GLuint texture1, texture2;
glGenTextures(1, &texture1);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture1);

// 設置紋理參數
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);

// 載入紋理圖像
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);

glGenTextures(1, &texture2);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture2);
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);

data = stbi_load("awesomeface.png", &width, &height, &nrChannels, 0);
if (data)
{
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, width, height, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, data);
    glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);
}
else
{
    std::cout << "Failed to load texture" << std::endl;
}
stbi_image_free(data);

// 在shader中，使用下面的語句分別綁定紋理單元
uniform sampler2D texture1;
uniform sampler2D texture2;

...
glUseProgram(shaderProgram);
glUniform1i(glGetUniformLocation(shaderProgram, "texture1"), 0);
glUniform1i(glGetUniformLocation(shaderProgram, "texture2"), 1);

// 在繪製之前，將紋理關聯到指定的紋理單元上
glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture1);
glActiveTexture(GL_TEXTURE1);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture2);

...
glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, 0);