[OpenGL] Texture 유닛

■ Texture Unit

텍스처 유닛은 하나 이상의 텍스처 객체를 바인딩 할 수 있는 슬롯으로 여러 텍스처를 효율적으로 사용할 수 있게 한다.

glActiveTexture(GL_TEXTURE0); // 텍스처 유닛을 활성화
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture); // 활성화 된 유닛에 해당 텍스처를 바인딩

* GL_TEXTURE0 유닛은 항상 기본으로 활성화 된다.
* GL_TEXTURE0 부터 GL_TEXTURE15 까지 사용할 수 있으며 순서대로 선언되어 있어 GL_TEXTURE + n 과 같은 형식으로도 접근할 수 있다.

- Fragment Shader
Fragment Shader에서 텍스처 유닛을 샘플링한다.

#version 330 core
out vec4 FragColor;

in vec2 TexCoord;

uniform sampler2D texture1;
uniform sampler2D texture2;

void main()
{
	FragColor = mix(texture(texture1, TexCoord), texture(texture2, TexCoord), 0.2);
}

* mix 함수는 두 개의 값을 받고 세 번째 매개변수를 기반으로 값을 선형 보간한다.

■ 여러 텍스처 적용

● 두 번째 텍스처 로드 및 생성

unsigned char *data = stbi_load("두 번째 이미지 파일 경로", &width, &height, &nrChannels, 0);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, width, height, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, data);
glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);

 

* .png 파일 로드 시 GL_RGBA를 사용하여 alpha 채널을 포함하고 있는 이미지 데이터임을 명시해야 한다.

 

● 두 개의 텍스처를 텍스처 유닛에 모두 바인딩

glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture1);
glActiveTexture(GL_TEXTURE1);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture2);

 

● 각 Shader Sampler가 속하는 텍스처 유닛을 명시

ourShader.use(); // 셰이더 프로그램 활성화
glUniform1i(glGetUniformLocation(ourShader.ID, "texture1"), 0); // 직접 설정
ourShader.setInt("texture2", 1); // 혹은 shader 클래스를 활용

 

* uniform 설정 전 shader program을 활성화해야 한다.

이대로 렌더하면 텍스처가 상하 반전되어 있는 것을 확인할 수 있다 (OpenGL이 y축의 0.0 좌표를 이미지의 하단으로 간주하는 반면, 일반적으로 이미지는 y축의 0.0 좌표가 상단에 위치하기 때문에 발생)

 

→ 이미지 로드 전 상하 반전시키는 코드를 추가하여 해결한다.

stbi_set_flip_vertically_on_load(true);

 

■ 소스 코드

#include <glad/glad.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <Shader.h>
#include <iostream>

#define STB_IMAGE_IMPLEMENTATION
#include "stb_image.h"

void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height);
void processInput(GLFWwindow* window);

const unsigned int SCR_WIDTH = 800;
const unsigned int SCR_HEIGHT = 600;

int main()
{
    // ---------- [ 1. GLFW, GLAD 세팅 ] ----------

    // GLFW 초기화 및 설정
    glfwInit();
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);

    // GLFW 윈도우 생성
    GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(SCR_WIDTH, SCR_HEIGHT, "LearnOpenGL", NULL, NULL);
    if (window == NULL)
    {
        std::cout << "Failed to create GLFW window" << std::endl;
        glfwTerminate();
        return -1;
    }
    glfwMakeContextCurrent(window);
    glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);

    // GLAD - OpenGL 함수 포인터를 로드
    if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
    {
        std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;
        return -1;
    }

    // 셰이더 프로그램 빌드 및 컴파일
    Shader ourShader("Shaders/Shader.vert", "Shaders/Shader.frag");

    // ---------- [ 2. 정점 데이터 입력 / 정점 속성 구성 ] ----------

    float vertices[] = {
        // 위치              // 컬러             // 텍스처 좌표
        0.5f,  0.5f, 0.0f,   1.0f, 0.0f, 0.0f,   1.0f, 1.0f,   // 우측 상단
        0.5f, -0.5f, 0.0f,   0.0f, 1.0f, 0.0f,   1.0f, 0.0f,   // 우측 하단
       -0.5f, -0.5f, 0.0f,   0.0f, 0.0f, 1.0f,   0.0f, 0.0f,   // 좌측 하단
       -0.5f,  0.5f, 0.0f,   1.0f, 1.0f, 0.0f,   0.0f, 1.0f    // 좌측 상단
    };
    unsigned int indices[] = {
        0, 1, 3,   // 첫 번째 삼각형
        1, 2, 3    // 두 번째 삼각형
    };

    // VAO, VBO, EBO 생성
    // VAO: VBO와 정점 속성 포인터의 상태를 저장하기 위한 객체 
    // VBO: GPU 메모리에 정점 데이터를 저장하기 위한 버퍼 객체
    unsigned int VBO, VAO, EBO;
    glGenVertexArrays(1, &VAO);
    glGenBuffers(1, &VBO);
    glGenBuffers(1, &EBO);

    // 정점 배열 객체(VAO) 바인딩
    glBindVertexArray(VAO);

    // 정점 버퍼 객체(VBO)를 바인딩
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);

    // 바인딩된 버퍼 객체에 vertices 데이터를 복사하고,버퍼 객체의 크기와 데이터 설정
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);

    // EBO
    glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO);
    glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices, GL_STATIC_DRAW);

    // Position Attribute 구성
    glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void*)0);
    glEnableVertexAttribArray(0);
    // Color Attribute 구성
    glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void*)(3 * sizeof(float)));
    glEnableVertexAttribArray(1);
    // Texture coord Attribute 구성
    glVertexAttribPointer(2, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void*)(6 * sizeof(float)));
    glEnableVertexAttribArray(2);

    // 다른 VAO 호출이 이 VAO를 실수로 수정하지 않도록 VAO를 바인딩 해제할 수 있지만, 일반적으로는 VAO(및 VBO)를 바인딩 해제하지 않는다.
    // glBindVertexArray(0);

    // ---------- [ 3. 텍스처 로드 및 생성 ] ----------
    
    // 텍스처 객체 생성 (2개)
    unsigned int texture1, texture2;

    // 상하 반전 설정
    stbi_set_flip_vertically_on_load(true);

    // < 텍스처 1 >
    glGenTextures(1, &texture1);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture1);

    // Wrapping 옵션 설정
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);

    // Filtering 옵션 설정
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);

    // 이미지 로드 (jpg)
    int width, height, nrChannels;
    unsigned char* data = stbi_load("Textures/container.jpg", &width, &height, &nrChannels, 0);

    // 텍스처 생성 (RGB)
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, width, height, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, data);
    glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);

    // 메모리 반환
    stbi_image_free(data);

    // < 텍스처 2 >
    glGenTextures(1, &texture2);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture2);

    // Wrapping 옵션 설정
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
    
    // Filtering 옵션 설정
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);

    // 이미지 로드 (png)
    data = stbi_load("Textures/awesomeface.png", &width, &height, &nrChannels, 0);

    // 텍스처 생성 (RGBA)
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, width, height, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, data);
    glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);

    // 메모리 반환
    stbi_image_free(data);

    // 셰이더 활성화
    ourShader.use();

    // 셰이더 프로그램의 uniform 변수 설정 (매개 변수 : 1.location, 2.텍스처 유닛 인덱스)
    glUniform1i(glGetUniformLocation(ourShader.ID, "texture1"), 0);
    ourShader.setInt("texture2", 1); // 또는 미리 만들어진 shader 클래스 사용

    // ---------- [ 4. 렌더 루프 ] ----------
    while (!glfwWindowShouldClose(window))
    {
        // 입력 처리
        processInput(window);

        // 배경 렌더
        glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

        // 각각의 텍스처 유닛에 텍스처 바인딩
        glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture1);
        glActiveTexture(GL_TEXTURE1);
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture2);

        // 도형에 텍스처 렌더
        ourShader.use();
        glBindVertexArray(VAO);
        glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, 0);

        // 프론트, 백 버퍼 교체
        glfwSwapBuffers(window);

        // 이벤트 처리
        glfwPollEvents();
    }

    // VAO, VBO, EBO 메모리 해제
    glDeleteVertexArrays(1, &VAO);
    glDeleteBuffers(1, &VBO);
    glDeleteBuffers(1, &EBO);

    // 사용된 리소스 해제, 초기화 및 정리 작업
    glfwTerminate();
    return 0;
}

// 입력 처리 함수
void processInput(GLFWwindow* window)
{
    // ESC가 눌리면 윈도우 닫기
    if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
    {
        glfwSetWindowShouldClose(window, true);
    }
}

// 윈도우 사이즈 변경 시 호출될 콜백 함수
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height)
{
    glViewport(0, 0, width, height);
}

 

 

● 링크

https://learnopengl.com/code_viewer_gh.php?code=src/1.getting_started/4.2.textures_combined/textures_combined.cpp