立方体贴图纹理 (Cubemap Texture)

立方体贴图是一种特殊纹理，每个 Mipmap 级别由六张正方形二维图像组成，代表立方体的六个面。纹理坐标是一个三维方向向量，表示从立方体中心指向采样点的方向。

核心版本：1.3
扩展：ARB_texture_cube_map

创建

立方体贴图使用 GL_TEXTURE_CUBE_MAP 类型。每个 Mipmap 级别有 6 个面，每个面尺寸相同且必须为正方形。

不可变存储

glBindTexture(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, texture);
glTexStorage2D(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, levels, GL_RGBA8, size, size);

可变存储

需要为每个面单独调用 glTexImage2D：

glTexImage2D(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_X, level, internalformat, width, height, 0, format, type, data);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_NEGATIVE_X, level, internalformat, width, height, 0, format, type, data);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_Y, level, internalformat, width, height, 0, format, type, data);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_NEGATIVE_Y, level, internalformat, width, height, 0, format, type, data);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_Z, level, internalformat, width, height, 0, format, type, data);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_NEGATIVE_Z, level, internalformat, width, height, 0, format, type, data);

六个面目标：

• GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_X
• GL_TEXTURE_CUBE_MAP_NEGATIVE_X
• GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_Y
• GL_TEXTURE_CUBE_MAP_NEGATIVE_Y
• GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_Z
• GL_TEXTURE_CUBE_MAP_NEGATIVE_Z

数据上传与方向

使用 glTexSubImage3D (GL 4.5+)

面索引顺序：

层号	立方体面
0	GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_X
1	GL_TEXTURE_CUBE_MAP_NEGATIVE_X
2	GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_Y
3	GL_TEXTURE_CUBE_MAP_NEGATIVE_Y
4	GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_Z
5	GL_TEXTURE_CUBE_MAP_NEGATIVE_Z

使用 glTexSubImage2D

使用对应的 GL_TEXTURE_CUBE_MAP_* 面目标。

面的方向

立方体贴图使用左手坐标系。若 X 为前方，Y 为上方，则 Z 指向左侧。

以 +Z 为前方、+Y 为上方、+X 为右方为例：

面	U 方向	V 方向
+Z (前方)	右	下
+X (右方)	后	下
-Z (后方)	左	下
-X (左方)	前	下
+Y (上方)	右	前
-Y (下方)	右	后

INFO

V 坐标在所有情况下都是翻转的，因为 OpenGL 使用左下角为原点的纹理坐标系。

纹理访问

GLSL 采样器类型：

• samplerCube：标准采样
• samplerCubeShadow：阴影比较采样

纹理坐标为三维方向向量，从立方体中心指向采样点。向量无需归一化。

默认情况下，过滤不会跨越立方体面边界，可能产生可见接缝。

分层渲染

立方体贴图可以绑定到帧缓冲对象进行分层渲染，面的层号顺序与上表相同。

无缝立方体贴图

核心版本：3.2
扩展：ARB_seamless_cube_map

默认过滤规则下，立方体贴图的过滤不会跨越面边界，导致面之间出现接缝。启用无缝过滤：

glEnable(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_SEAMLESS);

立方体数组纹理

核心版本：4.0
扩展：ARB_texture_cube_map_array

立方体数组使用 GL_TEXTURE_CUBE_MAP_ARRAY 类型。

存储

使用 glTexStorage3D 或 glTexImage3D，depth 参数为层面数（layer-faces），必须为 6 的倍数。

实际立方体数量 = depth / 6

示例

上传第二个立方体的 +Z 面（层号 = 1 × 6 + 4 = 10）：

glTexSubImage3D(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_ARRAY, 0, 0, 0, 10, width, height, 1, format, type, data);

GLSL 采样器

• samplerCubeArray：标准采样
• samplerCubeArrayShadow：阴影比较采样

纹理坐标为四维：(x, y, z) 为方向向量，w 为层索引（实际层号，非层面号）。