(1)

我们要做的是，根据原始纹理T0创建一系列的纹理（通常使用平均滤波）：T1、T2…Tn，其中每个纹理的大小都是前一个纹理的1/4，即长度和宽度减半，如图12.40所示。

要根据前一个mip纹理计算当前纹理中纹素的值，可以使用平均滤波器，即在RGB空间中，计算纹素(x，y)、(x+1，y)、(x+1，y+1)和(x，y+1)的平均值，然后将结果写入到当前纹理中，如图12.41所示。

（点击查看大图）图12.40  根据原始纹理创建Mip纹理链

（点击查看大图）图12.41  用于创建mip纹理的平均滤波器

创建Mip纹理链时需要遵守一些规则。首先，所有纹理都必须是方形的，且边长为2的幂。这样，可以在两个轴上按相同的比例缩小，Mip纹理链末尾的最后一个纹理总是1×1的。另一个约定是，原始纹理为mip等级0，然后依次为mip等级1、2、3、4…n。例如，如果原始纹理的大小为256×256，则mip链中各个纹理的大小如表12.4所示。

表12.4 原始纹理为256×256时，各个Mip纹理的大小

Mip纹理	纹理大小	Mip纹理	纹理大小
T0	256×256	T5	8×8
T1	128×128	T6	4×4
T2	64×64	T7	2×2
T3	32×32	T8	1×1
T4	16×16

除原始纹理外，mip等级数为log2T0的边长。

在这个例子中，为log2256 = 8。要计算总纹理数，只需将上述结果加1。因此计算总纹理数的公式为：log2T0的边长+1。在这个例子中，总纹理数为9。

（2）

这里纹理要占用多少内存呢？图12.42是实际的mip纹理，其中每个纹理的大小都是前一个纹理的1/4。由于每次都将纹理缩小到原来的1/4，因此占用的内存很少。下面计算在前一个例子中，纹理需要占用多少内存。

图12.42  实际的mip纹理

初始纹理的大小为256×256，需要占用2562个字。Mip纹理链需要的内存量如下：

要计算x为原始纹理所需内存量的多少倍，将其除以2562：

 

 

换句话说，加上mip纹理时，每个纹理需要的内存量只增加33％，代价很小，收益却很高。

知道如何创建mip纹理以及它们占用的内存量后，需要拿出一种将其加入到引擎中的方法。作者苦思闷想，考虑过再次修改物体/多边形数据结构，最后终于柳暗花明：只需将纹理指针指向mip纹理链而不是单个纹理即可。然而，在每个多边形中设置一个Mipmapping标记，并在渲染多边形时，将纹理指针视为执行位图数组的指针，而不是单个位图的指针。这样，便可以使用原来的数据结构。请看图12.43，以理解这里讨论的方法。

图12.43  支持mip纹理链的纹理指针数组

 

需要对纹理进行Mipmapping时，原来的texture指针指向0级别mip纹理。据此分两步创建mip纹理链：首先，分配一个位图指针数组，并将原来的texture指针指向该数组；然后为每个mip纹理分配内存、生成mip纹理，并将位图指针数组中的每个元素指向相应mip纹理的位图。看起来令人迷惑，其实并非如此。

这种方案存在的唯一问题是，我们强行将物体/多边形的位图图像指针指向了一个位图指针数组。因此，必须非常小心，避免不知道纹理已被mipmap化的函数将0级纹理视为普通纹理；而知道纹理已被mipmap化的函数必须从mip纹理链中选择正确的纹理。

（3）

int Generate_Mipmaps(BITMAP_IMAGE_PTR source,    // 原始纹理  BITMAP_IMAGE_PTR *mipmaps, // 指向mip纹理数组的指针  float gamma)         // gamma修正因子  
{  
// 这个函数创建一个mip纹理链  
// 调用该函数时，mipmap指向原始纹理  
// 该函数退出时，mipmap指向一个指针数组，其中包含指向各个mip级纹理的指针  
// 另外，该函数返回mip等级数，如果发生错误，则返回-1  
// 最后一个参数gamma用于提高mip纹理的亮度，因为平均滤波器会降低亮度  
// 1.01通常是不错的选择  
// 该参数大于1.0时，将提高亮度；小于1.0时将降低亮度；为1.0时没有影响  BITMAP_IMAGE_PTR *tmipmaps; // 局部变量，指向指针数组的指针  // 第一步：计算mip等级数  
int num_mip_levels = logbase2ofx[source->width] + 1;   // 为指针数组分配内存  
tmipmaps = (BITMAP_IMAGE_PTR *)malloc(num_mip_levels *   sizeof(BITMAP_IMAGE_PTR) );  // 将元素0指向原始纹理  
tmipmaps[0] = source;  // 设置宽度和高度（它们相同）  
int mip_width  = source->width;  
int mip_height = source->height;  // 使用平均滤波器生成各个mip纹理  
for (int mip_level = 1; mip_level <  num_mip_levels; mip_level++)  {  // 计算下一个mip纹理的大小  mip_widthmip_width  = mip_width  / 2;  mip_heightmip_height = mip_height / 2;  // 为位图对象分配内存  tmipmaps[mip_level] = (BITMAP_IMAGE_PTR)malloc(sizeof(BITMAP_IMAGE) );    // 创建用于存储mip纹理的位图  Create_Bitmap(tmipmaps[mip_level],0,0, mip_width, mip_height, 16);  // 让位图可用于渲染    SET_BIT(tmipmaps[mip_level]->attr, BITMAP_ATTR_LOADED);  // 遍历前一个mip纹理，使用平均滤波器创建当前mip纹理  for (int x = 0; x < tmipmaps[mip_level]->width; x++)  {  for (int y = 0; y < tmipmaps[mip_level]->height; y++)  {  // 需要计算4个纹素的平均值，这些纹素在前一个mip纹理中的位置如下:  // (x*2, y*2)、(x*2+1, y*2)、(x*2,y*2+1)、(x*2+1,y*2+1)  // 然后将计算结果写入到当前mip纹理的(x, y)处  float r0, g0, b0,        // 4个样本纹素的R、G、B分量  r1, g1, b1,  r2, g2, b2,  r3, g3, b3;  int r_avg, g_avg, b_avg; // 用于存储平均值  USHORT *src_buffer  = (USHORT *)tmipmaps[mip_level-1]->buffer,  *dest_buffer = (USHORT *)tmipmaps[mip_level]->buffer;  // 提取每个纹素的R、G、B值  _RGB565FROM16BIT( src_buffer[(x*2+0) + (y*2+0)*mip_width*2] ,  &r0, &g0, &b0);  _RGB565FROM16BIT( src_buffer[(x*2+1) + (y*2+0)*mip_width*2] ,   &r1, &g1, &b1);  _RGB565FROM16BIT( src_buffer[(x*2+0) + (y*2+1)*mip_width*2] ,  &r2, &g2, &b2);  _RGB565FROM16BIT( src_buffer[(x*2+1) + (y*2+1)*mip_width*2] ,  &r3, &g3, &b3);  // 计算平均值，并考虑gamma参数  r_avg = (int)(0.5f + gamma*(r0+r1+r2+r3)/4);  g_avg = (int)(0.5f + gamma*(g0+g1+g2+g3)/4);  b_avg = (int)(0.5f + gamma*(b0+b1+b2+b3)/4);  // 根据5.6.5格式，对R、G、B值进行截取  if (r_avg > 31) r_avg = 31;  if (g_avg > 63) g_avg = 63;  if (b_avg > 31) b_avg = 31;  // 写入数据  dest_buffer[x + y*mip_width] = _RGB16BIT565(r_avg,g_avg,b_avg);  } // end for y  } // end for x  } // end for mip_level  // 让mipmaps指向指针数组  
*mipmaps = (BITMAP_IMAGE_PTR)tmipmaps; 
// 成功返回  
return(num_mip_levels);  } // end Generate_Mipmaps

（4）

该函数接受三个参数，它们有些棘手。第一个参数是位图指针source，可以是指向任何有效BITMAP_IMAGE对象的指针，切记它是一个指针。第二个参数要复杂些：

1. BITMAP_IMAGE_PTR *mipmaps; 

这是一个指向BITMAP_IMAGE指针的指针。假设物体（或多边形）有一个texture指针，它指向一个BITMAP_IMAGE。现在的问题是，当mip纹理函数生成所有的mip纹理时，我们要将该指针指向mip纹理链本身，为此，需要知道该指针的地址，以便能够修改它，因此需要一个** BITMAP_IMAGE。这就是需要一个指向指针的指针作为参数的原因。我们将让该参数指向mip纹理指针数组。

这个函数提供了这样的灵活性：可以将同一个对象作为参数source和mipmap。对于source参数，将其设置为指向该对象的指针；对于参数mipmaps，需要将其设置为指向该对象的指针的地址，这样函数才能对其进行修改。假设您这样调用该函数：

1. Generate_Mipmaps(obj->texture, (BITMAP_IMAGE_PTR *)&obj->texture,1.01); 

其中obj的类型为OBJECT4DV2_PTR，它有一个texture字段，该字段是一个指向BITMAP_IMAGE的指针（BITMAP_IMAGE_PTR）。仔细查看上述调用可以发现：我们将该指针作为第一个参数，同时将其地址作为第二个参数，因此对第二个参数进行修改时，将修改obj->texture指向的实际值，从而丢失它指向的原始数据。但事实上，并不会丢失任何数据，我们将把obj->texture指向的原始位图用作mip纹理链中的第一个纹理。在删除mip纹理链时，我们重新将该指针指向原始位图。图12.44说明了整个处理过程。

（点击查看大图）图12.44  让obj.texture指向mip纹理链和重新指向T0

回到mip纹理生成函数--它创建mip纹理链：为纹理指针数组分配内存；然后计算下一个mip等级的大小，为该mip等级分配内存，在RGB空间使用平均滤波器来创建该mip等级。这一过程不断重复，直到mip等级的大小为1×1为止，然后函数结束。该函数的最后一个参数（默认值为1.01）用于设置gamma值。使用平均过滤器来不断缩小图像时，其亮度会逐渐降低；因此通常使用gamma因子来提高每个mip等级的亮度，确保所有mip等级的亮度一致。为说明这一点，作者编写了一个演示程序，名为DEMOII12_10.CPP|H。用户可以选择不同的纹理图，该程序将动态地创建mip纹理，并显示它们，如图12.45所示。另外，用户还可以修改gamma值，以查看其影响。该程序的控制方式如下：

图12.45  mip纹理实时生成程序的屏幕截图