一、简介

本文主要列举 OpenGL ES 3.0 中纹理格式有哪些，以及有效的内部格式、格式、类型组合。内容来自于 《OpenGL ES 3.0 编程指南 原书第2版》。

纹理格式主要应用于加载图像数据的相关接口，其中用于加载2D和立方图纹理的基本函数是 glTexImage2D，在 3.0 中还有多种替代方法指定 2D 纹理，如不可变纹理 glTexStorage2D 和 glTexSubImage2D 的结合。

/**
 * @param target 目标纹理，即 GL_TEXTURE_2D、GL_TEXTURE_3D、GL_TEXTURE_2D_ARRAY 或 GL_TEXTURE_CUBE_MAP
 * @param level 指定要加载的mip级别。第一个级别为0，后续的mip贴图级别递增
 * @param internalformat 纹理存储的内部格式
 * @param width 图像的像素宽度
 * @param height 图像的像素高度
 * @param border 在OpenGL ES中忽略，保留是为了兼容桌面的OpenGL，传入0
 * @param format 输入的纹理数据格式
 * @param type 输入像素数据的类型
 * @param pixels 包含图像的实际像素数据
 */
void glTexImage2D(
        GLenum target, GLint level, GLint internalformat,
        GLsizei width, GLsizei height, GLint border,
        GLenum format, GLenum type, const GLvoid *pixels)

重点概念：

• internalformat ：纹理存储的内部格式
• format ：输入纹理的数据格式
• type ：输入像素的类型

二、有效的 internalformat、format 和 type 组合

1. 未确定大小的内部格式组合

使用未确定大小的格式指定纹理，则 OpenGL ES 实现可以自由选择纹理数据存储的内部表现形式。

内部格式	格式	类型	输入数据
GL_RGB	GL_RGB	GL_UNSIGNED_BYTE	8/8/8 RGB 24位
GL_RGB	GL_RGB	GL_UNSIGNED_SHORT_5_6_5	5/6/5 RGB 16位
GL_RGBA	GL_RGBA	GL_UNSIGNED_BYTE	8/8/8/8 RGBA 32位
GL_RGBA	GL_RGBA	GL_UNSIGNED_SHORT_4_4_4_4	4/4/4/4 RGBA 16位
GL_LUMINANCE_ALPHA	GL_LUMINANCE_ALPHA	GL_UNSIGNED_BYTE	8/8 LA 16位
GL_LUMINANCE	GL_LUMINANCE	GL_UNSIGNED_BYTE	8L 8位
GL_ALPHA	GL_ALPHA	GL_UNSIGNED_BYTE	8A 8位

2. 确定大小的内部格式组合

如果应用程序希望更多地控制数据的内存存储格式，那么可以使用确定大小的内部格式。在这种情况下，OpenGL ES 3.0 实现可以选择转换为较少的位数，或者使用具有更多位数的格式。

其中又分为如下类别：规范化纹理格式、浮点纹理、整数纹理、共享指数纹理、sRGB纹理 和 深度纹理。

规范化纹理格式

所谓 “规范化” 指的是从片段着色器中读取纹理时，结果将映射到 [0.0, 1.0] 范围内（或者在 *_SNORM 格式中映射到 [-1.0, 1.0] 范围）。例如无符号字节值（范围 [0, 255]）在片段读取时将映射到 [0.0, 1.0] 的范围。

内部格式	格式	类型	输入数据	R	F
GL_R8	GL_RED	GL_UNSIGNED_BYTE	8位红色	X	X
GL_R8_SNORM	GL_RED	GL_BYTE	8位红色（有符号）		X
GL_RG8	GL_RG	GL_UNSIGNED_BYTE	8/8 RG	X	X
GL_RG8_SNORM	GL_RG	GL_BYTE	8/8 RG（有符号）		X
GL_RGB8	GL_RGB	GL_UNSIGNED_BYTE	8/8/8 RGB	X	X
GL_RGB8_SNORM	GL_RGB	GL_BYTE	8/8/8 RGB（有符号）		X
GL_RGB565	GL_RGB	GL_UNSIGNED_BYTE	8/8/8 RGB	X	X
GL_RGB565	GL_RGB	GL_UNSIGNED_SHORT_5_6_5	5/6/5 RGB	X	X
GL_RGBA8	GL_RGBA	GL_UNSIGNED_BYTE	8/8/8/8 RGBA	X	X
GL_RGBA8_SNORM	GL_RGBA	GL_BYTE	8/8/8/8 RGBA（有符号）		X
GL_RGB5_A1	GL_RGBA	GL_UNSIGNED_BYTE	8/8/8/8 RGBA	X	X
GL_RGB5_A1	GL_RGBA	GL_UNSIGNED_SHORT_5_5_5_1	5/5/5/1 RGBA	X	X
GL_RGB5_A1	GL_RGBA	GL_UNSIGNED_SHORT_2_10_10_10_REV	10/10/10/2 RGBA	X	X
GL_RGBA4	GL_RGBA	GL_UNSIGNED_BYTE	8/8/8/8 RGBA	X	X
GL_RGBA4	GL_RGBA	GL_UNSIGNED_SHORT_4_4_4_4	4/4/4/4 RGBA	X	X
GL_RGB10_A2	GL_RGBA	GL_UNSIGNED_INT_2_10_10_10_REV	10/10/10/2 RGBA	X	X

备注：

• R = 格式可渲染
• F = 格式可过滤
• X 表示支持

浮点纹理格式

ES 3.0 引入了浮点纹理格式，大部分浮点格式由16位半浮点数据或者32位浮点数据支持。此外，还引入了 11/11/10 GL_R11F_G11F_B10F 这样的浮点格式，可提供更高精度的三通道纹理，同时仍保持每个纹素的存储量为32位，这种格式的使用可能达到比 16/16/16 GL_RGB16F 或 32/32/32 GL_RGB32F 更高的性能。

内部格式	格式	类型	输入数据	R	F
GL_R16F	GL_RED	GL_HALF_FLOAT	16位红色（半浮点）		X
GL_R16F	GL_RED	GL_FLOAT	32位红色（浮点）		X
GL_R32F	GL_RED	GL_FLOAT	32位红色（浮点）
GL_RG16F	GL_RG	GL_HALF_FLOAT	16/16 RG（半浮点）		X
GL_RG16F	GL_RG	GL_FLOAT	32/32 RG（浮点）		X
GL_RG32F	GL_RG	GL_FLOAT	32/32 RG（浮点）
GL_RGB16F	GL_RGB	GL_HALF_FLOAT	16/16/16 RGB（半浮点）		X
GL_RGB16F	GL_RG	GL_FLOAT	16/16 RGB（浮点）		X
GL_RGB32F	GL_RG	GL_FLOAT	32/32/32 RGB（浮点）
GL_R11F_G11F_B10F	GL_RGB	GL_UNSIGNED_INT_10F_11F_11F_REV	10/11/11（浮点）		X
GL_R11F_G11F_B10F	GL_RGB	GL_HALF_FLOAT	16/16/16 RGB（半浮点）		X
GL_R11F_G11F_B10F	GL_RGB	GL_FLOAT	32/32/32 RGB（浮点）		X
GL_RGBA16F	GL_RGBA	GL_HALF_FLOAT	16/16/16/16 RGBA（半浮点）		X
GL_RGBA16F	GL_RGBA	GL_FLOAT	32/32/32/32 RGBA（浮点）		X
GL_RGBA32F	GL_RGBA	GL_FLOAT	32/32/32/32 RGBA（浮点）

整数纹理格式

整数纹理格式允许纹理规范在片段着色器中以整数形式读取。即整数纹理中的值在片段着色器读取时仍然为整数，而不是转化为规范化浮点值。

内部格式	格式	类型	输入数据	R	F
GL_R8UI	GL_RED_INTEGER	GL_UNSIGNED_BYTE	8位红色（无符号整数）	X
GL_R8I	GL_RED_INTEGER	GL_BYTE	8位红色（有符号整数）	X
GL_R16UI	GL_RED_INTEGER	GL_UNSIGNED_SHORT	16位红色（无符号整数）	X
GL_R16I	GL_RED_INTEGER	GL_SHORT	16位红色（有符号整数）	X
GL_R32UI	GL_RED_INTEGER	GL_UNSIGNED_INT	32位红色（无符号整数）	X
GL_R32I	GL_RED_INTEGER	GL_INT	32位红色（有符号整数）	X
GL_RG8UI	GL_RG_INTEGER	GL_UNSIGNED_BYTE	8/8 RG（无符号整数）	X
GL_RG8I	GL_RG_INTEGER	GL_BYTE	8/8 RG（有符号整数）	X
GL_RG16UI	GL_RG_INTEGER	GL_UNSIGNED_SHORT	16/16 RG（无符号整数）	X
GL_RG16I	GL_RG_INTEGER	GL_SHORT	16/16 RG（有符号整数）	X
GL_RG32UI	GL_RG_INTEGER	GL_UNSIGNED_INT	32/32 RG（无符号整数）	X
GL_RG32I	GL_RG_INTEGER	GL_INT	32/32 RG（有符号整数）	X
GL_RGBAUI	GL_RGBA_INTEGER	GL_UNSIGNED_BYTE	8/8/8/8 RGBA（无符号整数）	X
GL_RGBAI	GL_RGBA_INTEGER	GL_BYTE	8/8/8/8 RGBA（有符号整数）	X
GL_RGB8UI	GL_RGB_INTEGER	GL_UNSIGNED_BYTE	8/8/8 RGB（无符号整数）
GL_RGB8I	GL_RGB_INTEGER	GL_BYTE	8/8/8 RGB（有符号整数）
GL_RGB16UI	GL_RGB_INTEGER	GL_UNSIGNED_SHORT	16/16/16 RGB（无符号整数）
GL_RGB16I	GL_RGB_INTEGER	GL_SHORT	16/16/16 RGB（有符号整数）
GL_RGB32UI	GL_RGB_INTEGER	GL_UNSIGNED_INT	32/32/32 RGB（无符号整数）
GL_RGB32I	GL_RGB_INTEGER	GL_INT	32/32/32 RGB（有符号整数）
GL_RG32I	GL_RG_INTEGER	GL_INT	32/32 RG（有符号整数）	X
GL_RGB10_A2_UI	GL_RGBA_INTEGER	GL_UNSIGNED_INT_2_10_10_10_REV	10/10/10/2 RGBA（无符号整数）	X
GL_RGBA16UI	GL_RGBA_INTEGER	GL_UNSIGNED_SHORT	16/16/16/16 RGBA（无符号整数）	X
GL_RGBA16I	GL_RGBA_INTEGER	GL_SHORT	16/16/16/16 RGBA（有符号整数）	X
GL_RGBA32UI	GL_RGBA_INTEGER	GL_UNSIGNED_INT	32/32/32/32 RGBA（无符号整数）	X
GL_RGBA32I	GL_RGBA_INTEGER	GL_INT	32/32/32/32 RGBA（有符号整数）	X

共享指数纹理格式

共享指数纹理为不需要浮点纹理使用的那么多深度位数的大范围 RGB 纹理提供了一种存储方式。共享指数纹理通常用于高动态范围（HDR）图像，这种图像不需要半浮点或者全浮点数据。

OpenGL ES 3.0 中共享指数纹理的内部格式均为 GL_RGB9_E5。该格式中，3个 RGB 分量共享一个5位的指数。5位的指数隐含地由数值15调整，RGB 的每个9位的数值存储无符号位的尾数（因此必然为正）。

输入数据推荐直接地将16位半浮点数或者32位浮点数传递给 OpenGL ES，让它进行计算转换为 RGB9_E5。

内部格式	格式	类型	输入数据	R	F
GL_RGB9_E5	GL_RGB	GL_UNSIGNED_INT_5_9_9_9_REV	9/9/9 RGB 带5位指数		X
GL_RGB9_E5	GL_RGB	GL_HALF_FLOAT	16/16/16 RGB（半浮点）		X
GL_RGB9_E5	GL_RGB	GL_FLOAT	32/32/32 RGB（浮点）		X

sRGB 纹理格式

sRGB 是一个非线性颜色空间，大约遵循一个幂函数。如果用于纹理的图像是以 sRGB 颜色空间创作的，那么为了正确地处理 sRGB 图像，应用程序应该使用一个 sRGB 纹理格式。

内部格式	格式	类型	输入数据	R	F
GL_SRGB8	GL_RGB	GL_UNSIGNED_BYTE	8/8/8 RGB		X
GL_SRGB8_ALPHA8	GL_RGBA	GL_UNSIGNED_BYTE	8/8/8/8 RGBA	X	X

深度纹理格式

深度纹理允许应用程序从帧缓冲区对象的深度附着中读取深度值（和可选的模板值）。这在各种高级渲染算法中很有用，包括阴影贴图。

内部格式	格式	类型
GL_DEPTH_COMPONENT16	GL_DEPTH_COMPONENT	GL_UNSIGNED_SHORT
GL_DEPTH_COMPONENT16	GL_DEPTH_COMPONENT	GL_UNSIGNED_INT
GL_DEPTH_COMPONENT24	GL_DEPTH_COMPONENT	GL_UNSIGNED_INT
GL_DEPTH_COMPONENT32F	GL_DEPTH_COMPONENT	GL_FLOAT
GL_DEPTH24_STENCIL8	GL_DEPTH_STENCIL	GL_UNSIGNED_INT_24_8
GL_DEPTH32F_STENCIL8	GL_DEPTH_STENCIL	GL_FLOAT_32_UNSIGNED_INT_24_8_REV