OpenGL ES ETC 图像压缩

ETC 图像压缩原理

说明: 我下面所讲的内容准确说应该是ETC图像解压缩的过程，即怎样从压缩后的etc数据解码出我们熟知的RGB图像数据。

1. 以compressed_ETC1_RGB8为例(相对简单些)
   ETC texture可以用N 个4x4 pixel block 来描述，如下图所示，一个8x8的texture可用4个4x4 pixel block 来表示。
   如果下图中的4个pixel block作为输入，调用glCompressedTexImage2D,将产生一个8x8的texture，这个和调用glTexImage2D(输入的图像数据是以下面的顺序存储)是等效的（因为压缩是有损的，所以每个像素值可能是不同）。
   a 1 e 1 i 1 m 1 a 2 e 2 i 2 m 2 b 1 f1 j 1 n 1 b 2 f2 j 2 n 2 c 1 g 1 k 1 o 1 c 2 g 2 k 2 o 2 d 1 h 1 l 1 p 1 d 2 h 2 l 2 p 2 a 3 e 3 i 3 m 3 a 4 e 4 i 4 m 4 b 3 f3 j 3 n 3 b 4 f4 j 4 n 4 c 3 g 3 k 3 o 3 c 4 g 4 k 4 o 4 d 3 h 3 l 3 p 3 d 4 h 4 l 4 p 4.
   
   *如果这里看着有点糊涂，那么没关系，你只需要知道ETC压缩的图像是用4x4 pixel block表示就可以了，继续往下看*。

2. 对于compressed_ETC1_RGB8 format，压缩对象是RGB8的图像数据，一个4x4 pixel block 用8个bytes 数据表示，如: {q0, q1, q2, q3, q4, q5, q6, q7}, q0 表示最低位，q7表示最高位，则一个64bits整型：
   int64bit = 256*(256*(256*(256*(256*(256*(256*q0+q1)+q2)+q3)+q4)+q5)+q6)+q7
   每个64bits 字包含的一个4x4 pixel block的信息如下：

1) ETC1 有两种模式，”individual” 和 “differential”, 地33 位diffbit用来表示选用哪一种模式，diffbit = 0表示选用”individual”模式，如表a); diffbit = 1表示选用” differential”模式, 这里以”individual”模式为例

a) bit layout in bits 63 through 32 if diffbit = 0

 63 62 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 -----------------------------------------------| base col1 | base col2 | base col1 | base col2 || R1 (4bits)| R2 (4bits)| G1 (4bits)| G2 (4bits)| ----------------------------------------------- 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34  33  32 ---------------------------------------------------| base col1 | base col2 | table  | table  |diff|flip|| B1 (4bits) | B2 (4bits) | cw 1  | cw 2   |bit |bit | ---------------------------------------------------

b) bit layout in bits 31 through 0 (in both cases)

 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 -----------------------------------------------|       most significant pixel index bits       || p| o| n| m| l| k| j| i| h| g| f| e| d| c| b| a| ----------------------------------------------- 15 14 13 12 11 10  9  8  7  6  5  4  3   2   1  0 --------------------------------------------------|         least significant pixel index bits       |  | p| o| n| m| l| k| j| i| h| g| f| e| d| c | b | a | -------------------------------------------------- 

2) 第32位flipbit, 表示一个4x4的pixel block被分割成两个2x4(flipbit = 0)或4x2(flipbit = 1)的subblocks
一个4x4 pixel block 如下图：

一个4x4 pixel block 两个2x4 pixel subblocks 两个4x2 pixel subblocks

3) 获得subblock1和subblock2的base color
以”individual”模式为例，subblock1的base color由表a)中的R1(bit 63-60), G1(bit 55-52), B1(bit 47-44)获得，subblock2的base color由表a)中的R2, G2, B2获得， 下面以subblock1为例，subblock2同理。
假设R1 = 14 = 1110b, G1 = 3 = 0011b, B1 = 8 = 1000b,将其有4bit扩展成8bit后，base_R1 = 11101110b = 238, base_G1 = 00110011b =51, base_B1 = 10001000b = 136,因此subblock1的base color = (238, 51, 136), 可以用如下公式表达：
Base color of subclock1 = extend_4to8bits(R1, G1, B1);
Base color of subclock2 = extend_4to8bits(R2, G2, B2);

4) 获得subblock1和subblock2的modifier table
一个重要的表格

subblock1的table coderword对应tablecw1(bit 39-37), subblock2的table coderword对应tablecw2(bit 36-34),假设tablecw1 = 010b = 2, 则modifier table中的[-29, -9, 9, 29]被选中，同理可以subblock2的modifier table。

5) 获得像素的modifier value
另一个重要的表格

以4x4 pixel block中的d pixel为例，它的pixel index value(msb and lsb)可以从bit 19 和bit 3 获得，加入他是msb = 0， lsb = 1， modifier talbe = [-29, -9, 9, 29]， 则它的modifier value = 29。
6) 获得最终像素
d像素的base color = (238, 51, 136)，modifier value = 29，则d pixel = (238 + 29, 51 + 29, 136 + 29) = (267, 80, 165) = (255, 80, 165)

对于其他ECT， 如COMPRESSED_RGB8_ETC2，是compressed_ETC1_RGB8的超集，增加了”H-mode”, “T-mode” 和”Planar” 三种模式，但是整套decoding的思路基本没变，只是表a)有所不同。