个人理解的 纹理压缩



2. 压缩纹理的必要性
1）首先要说一下图像文件格式和纹理格式的区别。
常用的图像文件格式有BMP，TGA，JPG，GIF，PNG等；
常用的纹理格式有R5G6B5，A4R4G4B4，A1R5G5B5，R8G8B8, A8R8G8B8等。

    文件格式是图像为了存储信息而使用的对信息的特殊编码方式，它存储在磁盘中，或者内存中，但是并不能被GPU所识别，因为以向量计算见长的GPU对于这些 复杂的计算无能为力。这些文件格式当被游戏读入后，还是需要经过CPU解压成R5G6B5，A4R4G4B4，A1R5G5B5，R8G8B8, A8R8G8B8等像素格式，再传送到GPU端进行使用。
    纹理格式是能被GPU所识别的像素格式，能被快速寻址并采样。
举个例子，DDS文件是游戏开发中常用的文件格式，它内部可以包含A4R4G4B4的纹理格式，也可以包含A8R8G8B8的纹理格式，甚至可以包含DXT1的纹理格式。在这里DDS文件有点容器的意味。

    OpenGL ES 2.0支持以上提到的R5G6B5，A4R4G4B4，A1R5G5B5，R8G8B8，A8R8G8B8等纹理格式，其中 R5G6B5，A4R4G4B4，A1R5G5B5每个像素占用2个字节(BYTE)，R8G8B8每个像素占用3个字节，A8R8G8B8每个像素占用 4个字节。
    
    对于一张512*512的纹理的话，R5G6B5格式的文件需要占用512KB（他所占的内存就是512*512*2=512KB）的容量，A8R8G8B8格式的文件需要占用1MB的容量；如果是 1024*1024的纹理，则各需要2M和4M的容量，这对于动辄需要几十、几百张甚至更多纹理的游戏，上G容量的游戏在移动平台上是不容易被接受的(当然，还是有1、2G的大作的，里面包含了几千张的纹理)。（这里的容量就是内存）

    聪明的设计师们在想，有没有其他办法，既能表现丰富的色彩和细节，又能是最小失真的情况下，达到更小的纹理容量呢。压缩纹理格式应运而生(当然，并不是在移动平台后才有的产物)。

3. 常见的压缩纹理格式
基于OpenGL ES的压缩纹理有常见的如下几种实现：
1）ETC1（Ericsson texture compression)
2）PVRTC (PowerVR texture compression)
3）ATITC (ATI texture compression)
4）S3TC (S3 texture compression)

ETC1:
ETC1格式是OpenGL ES图形标准的一部分，并且被所有的Android设备所支持。
扩展名为: GL_OES_compressed_ETC1_RGB8_texture，不支持透明通道，所以仅能用于不透明纹理。
当加载压缩纹理时，<internal format>参数支持如下格式：
    GL_ETC1_RGB8_OES(RGB，每个像素0.5个字节)

PVRTC:
支持的GPU为Imagination Technologies的PowerVR SGX系列。
OpenGL ES的扩展名为: GL_IMG_texture_compression_pvrtc。
当加载压缩纹理时，<internal format>参数支持如下几种格式：
    GL_COMPRESSED_RGB_PVRTC_4BPPV1_IMG (RGB，每个像素0.5个字节)
    GL_COMPRESSED_RGB_PVRTC_2BPPV1_IMG (RGB，每个像素0.25个字节)
    GL_COMPRESSED_RGBA_PVRTC_4BPPV1_IMG (RGBA，每个像素0.5个字节)
    GL_COMPRESSED_RGBA_PVRTC_2BPPV1_IMG (RGBA，每个像素0.25个字节)

ATITC:
支持的GPU为Qualcomm的Adreno系列。
支持的OpenGL ES扩展名为: GL_ATI_texture_compression_atitc。
当加载压缩纹理时，<internal format>参数支持如下类型的纹理：
    GL_ATC_RGB_AMD (RGB，每个像素0.5个字节)
    GL_ATC_RGBA_EXPLICIT_ALPHA_AMD (RGBA，每个像素1个字节)
    GL_ATC_RGBA_INTERPOLATED_ALPHA_AMD (RGBA，每个像素1个字节)

S3TC
也被称为DXTC，在PC上广泛被使用，但是在移动设备上还是属于新鲜事物。支持的GPU为NVIDIA Tegra系列。
OpenGL ES扩展名为:
GL_EXT_texture_compression_dxt1和GL_EXT_texture_compression_s3tc。
当加载压缩纹理时，<internal format>的参数有如下几种格式：
    GL_COMPRESSED_RGB_S3TC_DXT1 (RGB，每个像素0.5个字节)
    GL_COMPRESSED_RGBA_S3TC_DXT1 (RGBA，每个像素0.5个字节)
    GL_COMPRESSED_RGBA_S3TC_DXT3 (RGBA，每个像素1个字节)
    GL_COMPRESSED_RGBA_S3TC_DXT5 (RGBA，每个像素1个字节)

    由此可见，Mali系列GPU只支持ETC1格式的压缩纹理，而且该纹理不支持透明通道，有一定局限性。
    以上压缩纹理格式每个像素大小相对A8R8G8B8格式的比例，最高压缩比是16:1，最低压缩比是4:1，对于减小纹理的数据容量有明显作用，相应在显 存带宽上也有明显优势，从而提高游戏的运行效率(此特性没有绝对数值，根据每个游戏的用法和瓶颈点不同而有差别)。

个人理解：

1.

BMP，TGA，JPG，GIF，PNG这些图像文件，其实是被加载到游戏中的时候，CPU重新解压成R5G6B5，A4R4G4B4，A1R5G5B5，R8G8B8, A8R8G8B8等像素格式，纹理的压缩格式，并不是这些图像文件有任何的关联。

也就是说，假如一张RGBA的512*512 的.png，看起来只有300KB，但是，加载到内存中，就有 512 *512 * 4 /1024 /1024 = 1M。

纹理的压缩格式就是让RGBA的512*512 的数据，存在内存中，不要有1M那么大，尽量的小。

（为什么RGBA的512*512 的.png是300k,不是1M，我理解就是相当于ZIP的感觉，被压了，减少png对硬盘的存储大小）

2.

压缩纹理格式 的作用就是，让纹理存储在内存中的大小尽量变小，又尽量保持精度。

3.

纹理存储在内存中，先要显示的话，就被传到显存中，都是OpenGL进行管理的。

参考：

GPU介绍，图片格式、纹理、size  ： http://blog.csdn.net/u011612549/article/details/20071965

常用纹理和纹理压缩格式  ： http://blog.csdn.net/ynnmnm/article/details/44983545

显存与纹理内存详解 . ： http://blog.csdn.net/pizi0475/article/details/8739557

openGL图片占用内存计算 ： http://blog.csdn.net/q790017280/article/details/48263189

Unity3d纹理压缩格式表  :http://www.cnblogs.com/leng-yuye/p/3720343.html

Unity加载模块深度解析之纹理篇                           :http://blog.csdn.net/uwa4d/article/details/53709561#t0