OpenGL中的Block Compression

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导言：

在Microsoft Direct3D 11中，Block Compression压缩纹理算法已经升级到了BC6H和BC7，而加上之前支持的BC1~5这些压缩算法，其现阶段总共支持了7种纹理压缩算法，肯定会有OpenGL开发者提出这样的一个问题：这些压缩算法是否存在于OpenGL中？

描述：

在Microsoft Direct3D 11中，Block Compression压缩纹理算法已经升级到了BC6H和BC7，分别擅长HDR压缩和高质量的LDR的压缩，运算量也巨大很多。而加上之前Direct3D 11支持的BC1~5这些压缩算法，其现阶段总共支持了7种纹理压缩算法，算法的方法比较类似，但是计算复杂程度不同。下面便先略看一下Direct3D 11现阶段支持的所有压缩算法：

源像素数据	最好压缩结果	压缩格式	最低支持
Three-channel color with alpha channel	Three color channels (5 bits:6 bits:5  bits), with 0 or 1 bit(s) of alpha	BC1	Direct3D 9.1
Three-channel color with alpha channel	Three color channels (5 bits:6 bits:5  bits), with 4 bits of alpha	BC2	Direct3D 9.1
Three-channel color with alpha channel	Three color channels (5 bits:6 bits:5  bits) with 8 bits of alpha	BC3	Direct3D 9.1
One-channel color	One color channel (8 bits)	BC4	Direct3D 10
Two-channel color	Two color channels (8 bits:8 bits)	BC5	Direct3D 10
Three-channel high  dynamic range (HDR)  color	Three color channels (16 bits:16  bits:16 bits) in "half" floating point*	BC6H	Direct3D 11
Three-channel color, alpha  channel optional	Three color channels (4 to 7 bits per  channel) with 0 to 8 bits of alpha	BC7	Direct3D 11

那么现在肯定会有OpenGL开发者提出这样的一个问题：这些压缩算法是否存在于OpenGL中？答案是肯定的，而且这些压缩算法有一些已经成为OpenGL的Core Profile的一部分。因为Block Compresstion算法是有专利的，微软向s3购买了这些算法专利的授权；而OpenGL不一定，需要各大厂商分别购买专利的授权，所以不管是在OpenGL Spec中还是Registry中对这些算法的叙述有时候都比较模糊。其实OpenGL已经支持了上面的所有压缩格式，下面便看看OpenGL通过哪些扩展支持了BC压缩算法：

OpenGL扩展	最低支持	所支持压缩格式
GL_EXT_texture_compression_s3tc	OpenGL Compatibility Profile	BC1, BC2和BC3
GL_ARB_texture_compression_rgtc	OpenGL 3.0 Core Profile	BC4和BC5
GL_ARB_texture_compression_bptc	OpenGL 4.2 Core Profile	BC6H和BC7

 对于GL_EXT_texture_compression_s3tc，这个扩展并不是核心扩展，不过这个扩展和各向异性过滤扩展一样成为了“非核心的核心扩展”，主流的厂商Nvidia、AMD和Intel都支持了这个扩展，当然移动端也有支持的，在使用BC1~3压缩算法时可以和各向异性过滤一样比较少地考虑硬件支持的问题；而GL_ARB_texture_compression_rgtc和GL_ARB_texture_compression_bptc已经进入核心，所以只要是良好支持OpenGL Core Profile的硬件都能放心的使用BC4~7这些压缩算法。下列便是Direct3D和OpenGL中这些压缩纹理格式的标识符的比较：

Direct3D标识符	OpenGL标识符
DXGI_FORMAT_BC1_UNORM	GL_COMPRESSED_RGBA_S3TC_DXT1_EXT
DXGI_FORMAT_BC1_UNORM_SRGB	GL_COMPRESSED_SRGB_ALPHA_S3TC_DXT1_EXT
DXGI_FORMAT_BC2_UNORM	GL_COMPRESSED_RGBA_S3TC_DXT3_EXT
DXGI_FORMAT_BC2_UNORM_SRGB	GL_COMPRESSED_SRGB_ALPHA_S3TC_DXT3_EXT
DXGI_FORMAT_BC3_UNORM	GL_COMPRESSED_RGBA_S3TC_DXT5_EXT
DXGI_FORMAT_BC3_UNORM_SRGB	GL_COMPRESSED_SRGB_ALPHA_S3TC_DXT5_EXT
DXGI_FORMAT_BC4_UNORM	GL_COMPRESSED_RED_RGTC1
DXGI_FORMAT_BC4_SNORM	GL_COMPRESSED_SIGNED_RED_RGTC1
DXGI_FORMAT_BC5_UNORM	GL_COMPRESSED_RG_RGTC2
DXGI_FORMAT_BC5_SNORM	GL_COMPRESSED_SIGNED_RG_RGTC2
DXGI_FORMAT_BC6H_UF16	GL_COMPRESSED_RGB_BPTC_UNSIGNED_FLOAT
DXGI_FORMAT_BC6H_SF16	GL_COMPRESSED_RGB_BPTC_SIGNED_FLOAT
DXGI_FORMAT_BC7_UNORM	GL_COMPRESSED_RGBA_BPTC_UNORM
DXGI_FORMAT_BC7_UNORM_SRGB	GL_COMPRESSED_SRGB_ALPHA_BPTC_UNORM

 SRGBA相关的标识符需要额外的GL_EXT_texture_sRGB扩展支持（其实又是一个“非核心的核心扩展”，基本上绝大多数的显卡都会支持这个扩展），OpenGL其实可以完全支持Direct3D 11中的所有Block Compressed压缩算法，并且已经有BC4~7已经存在于OpenGL核心之中，而其他的又是各大厂商肯定会实现的功能，所以要在OpenGL上用Block Compressed压缩纹理是完全可以的。