着色器纹理采样

GPU 把图像存成 sampler2D：一张浮点向量的「表」，坐标连续时硬件做插值。片元里用 texture2D(sampler, uv)（现代 GLSL 为 texture）按归一化 UV 取色。BoS 强调：通道是 $[0,1]$ 连续域、可越界重复、可用噪声扭曲 UV——图像变成可拉伸的「数码软垫」，为后处理与光学玩具式特效铺路。

从字节数组到 sampler

CPU 上图像常是字节数组；GPU 侧是 sampler2D。上传与把纹理 id 绑到 uniform 发生在着色器之外；着色器内声明 uniform sampler2D u_tex0，再：

vec4 texture2D(sampler2D texture, vec2 coordinates); // 旧式 API 名

返回 vec4 颜色。UV 与全书归一化空间一致，落在 $[0,1]$（北斋《神奈川冲浪里》示例按全屏 billboard 逐像素采样）。

为何「激动」

1. 不是 0–255 整数：进入 sampler 后是精度设置下的 $[0,1]$ 浮点——利于漂亮的后处理；
2. 连续表面：可问像素之间的位置，值平滑过渡（正确过滤设置下）；
3. 边可重复：UV 越出 $[0,1]$ 时可 wrap，像无限延伸的布料。

用 噪声函数 扭曲采样坐标，即可在不动原图像素网格观感的前提下做有机变形。

非正方形与分辨率 uniform

方图配方画布简单；摄影与绘画常用非 1:1。框架把宽高传入如 u_tex0Resolution（名字 = 纹理名 + Resolution）。aspect = width/height，常乘到 $y$ 方向以恢复原图纵横比；再讨论如何居中。

数码软装与光学玩具

把纹理当可折叠织物：缩放、旋转 90°、鼠标拖 UV 都是基本练习。精灵动画让人想起费纳奇镜、西洋镜、普拉克辛镜等早期光学玩具。扩展作业：万花筒；复原立体照片；其它光学玩具的着色器重做。

与本库纹理页的分工

• 纹理映射管线：投影、寻址、立方体、程序纹理总管线（RTR 视角）；
• 纹理过滤与 Mipmap：放大/缩小、各向异性；
• 图像处理与后处理：多 pass、邻域卷积等（BoS 后续章多为 stub，原理落在本库此页）；
• 本页：BoS「第一次在片元里采样图片」——sampler2D、归一化 UV、宽高比与 UV 扭曲。

在游戏开发中的意义

• 全屏后处理的输入就是上一 pass 的颜色附件当 sampler2D；
• UV 扰动 = 热扭曲、水折射、损坏 CRT；
• 宽高比处理与 UI / 视频纹理常见坑相同。

LearnOpenGL 的视角：OpenGL 采样器、环绕与纹理单元（Getting Started / Textures）

来源：Textures；摘录 Getting Started — Textures。BoS 侧「第一次 texture(sampler, uv)、宽高比」见上文；噪声/图案仍链 噪声函数、程序化图案，不重复。

纹理坐标与采样

顶点带 UV，片元输入为插值后的 UV；texture(sampler2D, TexCoord) 按过滤参数取纹素。UV 通常在 [0,1]，原点约定为左下（与多数图像文件「左上为 0」相反，故 stbi_set_flip_vertically_on_load(true) 常见）。

环绕与过滤（API 侧）

• 环绕：GL_REPEAT / MIRRORED_REPEAT / CLAMP_TO_EDGE / CLAMP_TO_BORDER（可设边框色），分 TEXTURE_WRAP_S/T。
• 放大/缩小：GL_NEAREST vs GL_LINEAR；缩小还可选带 mipmap 的四种组合；放大勿设 mipmap 过滤（会 GL_INVALID_ENUM）。
• glGenerateMipmap 自动生成链式 LOD。理论见 纹理过滤与 Mipmap。

纹理单元与多贴图

sampler2D uniform 存的是纹理单元索引；glActiveTexture(GL_TEXTURE0+i) 后 glBindTexture，再 glUniform1i 把 sampler 设为 i。mix(texture1, texture2, t) 可在片元里混合两张图。默认单元为 0，但部分驱动仍要求显式赋值。