为什么纹理总是平方为2的幂？如果不是，那该怎么办？

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为什么游戏中纹理的分辨率始终是2的幂（128x128、256x256、512x512、1024x1024等）？保存游戏的文件大小并使其纹理完全适合UV解包模型是否明智？

如果纹理不是2的幂，会发生什么？

具有256x512或512x1024之类的纹理会不正确吗？还是会引起非二次幂纹理可能引起的问题？

textures

— 凯文
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您的其他示例也是2的幂，只是2的幂不同。两者的幂使纹理针对图形硬件进行了优化。

— MichaelHouse

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@ Byte56我认为他的意思是2 ^ nx 2 ^ n纹理，其中n从1到无穷大。（不是真的无限。）

— 罗宾（Robin

另请注意，使用2的幂可以使mipmap变得微不足道。

— Pubby 2012年

因为纹理通常会包裹（尽管您可以在自定义着色器中选择），所以您不需要浪费任何空间，只需将多边形uv坐标包裹在边缘周围，您就可以更轻松地利用可用空间。如果您没有紧迫的需求，则最安全的方法是坚持width = height = 2 ^ n纹理，因为它将允许更广泛的硬件使用，但会以稍微复杂一些的uv布局为代价。

— 丹尼尔·卡尔森

他们并不总是两个的幂。

— Almo

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为什么游戏中纹理的分辨率始终是2的幂（128x128、256x256、512x512、1024x1024等）？

正如Byte56所暗示的，“（两个）的幂”大小限制是（每个）尺寸必须独立地为两个的幂，而不是纹理必须是正方形且尺寸为两个的幂。

但是，在现代卡以及哪种现代图形API上，此“限制”已得到显着放松，以使纹理尺寸在合理范围内可以满足您的所有需求。然而：

保存游戏的文件大小并使其纹理完全适合UV解包模型是否明智？如果纹理不是2的幂，会发生什么？

通过确保纹理尺寸是2的幂，图形管线可以利用与2的幂进行效率相关的优化。例如，以两倍的幂进行除法和乘法运算可能会更快（绝对距离我们拥有专用GPU和极其聪明的优化编译器还早了几年）。在管道中使用两个简化的操作进行幂运算，例如mipmap的计算和使用（一个为2的幂将始终平均分成两半，这意味着您不必处理必须四舍五入的情况您的mipmap尺寸向上或向下）。

的确，您可以通过这种方式“浪费”一些空间，但是通常需要额外的空间来弥补渲染性能。另外，还有一些技术，例如将多个图像压缩或打包到单个纹理空间中，可以减轻一些存储浪费。

— 乔希
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“的确，您以这种方式“浪费”了一些空间，但是额外的空间通常值得在渲染性能方面进行权衡。” -大约十年前，我在一家将PS2游戏移植到XBox的工作室工作。虽然PS2从技术上讲不支持非2幂幂纹理，但在某些情况下，您可以通过稍加巧妙的操作就可以强制这样做，而不会降低速度。另一方面，XBox 完全不支持它们。最终结果是，尽管XBox的RAM几乎是PS2的两倍，但我们还是必须对某些纹理进行下采样才能适应。

— ZorbaTHut 2012年

我很难找到引文，但是我之前已经读过JPEG图像应为8的倍数以获得最大效率，因为除此以外的任何内容仍需要8x8的块。

— 鲑鱼湾2012年

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@salmonmoose：正确；JPEG独立压缩8x8的每个块，并将边缘填充块。但这与这个问题无关。

— MSalters 2012年

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JPEG以8x8块编码，是的。但是，这实际上不是效率方面的考虑。而且也不一定是2的幂。:)

— Kylotan 2012年

Android上有一个示例，其中通常非poweroftwo纹理导致白色纹理。

— user717572 2012年

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为什么纹理总是平方为2的幂？

纹理并不总是 正方形，也不总是 是2的幂。它们之所以倾向于是2的幂，通常是为了提高与施加该限制的旧显卡的兼容性。对于非正方形纹理，通常不是问题。总结一下：

纹理通常不需要是正方形的 -尽管DirectX确实具有D3DPTEXTURECAPS_SQUAREONLY功能，但是即使在较旧的硬件中我也可以使用非正方形纹理，也没有问题。
纹理应该是2的幂，因为许多旧的图形卡仍然需要纹理。该限制的原因是为了使他们可以对纹理映射操作执行一些优化。大多数现代图形卡也没有此限制。

— 大卫·古维娅
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应当指出，“旧图形卡”指的是在2006年左右之前制造的东西。

— Nicol Bolas 2012年

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@NicolBolas谢谢，我实际上是在尝试寻找有关此点的参考。

— David Gouveia 2012年

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它与显卡优化有关。它们被设计为以这种方式处理它们。如今，大多数卡将允许您加载尺寸不是2的幂的纹理，但可能会对性能产生负面影响。很有可能在加载时实际上会进行转换，这会浪费您的加载时间，并且不节省任何内存。只要非正方形纹理的尺寸均为2的幂，通常就可以。

处理奇数大小纹理的一种方法是使用“ 纹理图集”。基本上，您将多个纹理放在一起形成单个纹理，并使用顶点的纹理坐标来引用所需的特定图像。这还具有其他性能优势，因为它可以避免状态更改。这种方法的常见用法是将接口的所有元素放置在单个纹理中，这意味着，如果您将接口顶点分批处理到单个缓冲对象中，则可以通过一次调用绘制整个对象，而不用切换纹理多次，并为每个单独进行抽奖。

— 杰森·莫拉莱斯（Jason Morales）
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问题是某些硬件对没有二维功能的纹理的支持有限。

例如，查看http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/windows/desktop/ff476876%28v=vs.85%29.aspx的底部，然后在此处阅读脚注3和4。

³在功能级别9_1、9_2和9_3上，显示设备支持使用二维纹理的尺寸在两种情况下都不是2的幂。首先，每个纹理只能创建一个MIP映射级别，其次，不允许纹理的环绕采样器模式（即D3D11_SAMPLER_DESC的AddressU，AddressV和AddressW成员不能设置为D3D11_TEXTURE_ADDRESS_WRAP）。

⁴在要素级别10_0、10_1和11_0上，显示设备无条件支持使用尺寸不是2的幂的2D纹理。

— 亚当
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图形硬件针对矩阵运算，片段运算和矢量运算进行了优化。简单地说，平方矩阵更易于处理，因为可以在块中进行计算（称为片段），针对块操作对硬件进行了优化，这就是为什么存在诸如文件缓冲区之类的原因，RAM blit直到块之后才对磁盘进行blit已被填充。图形内存也是如此。

帧缓冲器由正方形的片段组成。例如，在分辨率为800x600和RGB颜色空间（0-255）的屏幕中，有800x600点，每个通道3个字节，总共3x800x600 = 1,440,000字节要在帧缓冲区中寻址。这意味着有1,875个可寻址片段，即256x256x3字节。由于纹理数据是正方形的，因此使用双三次缩放可以极大地简化从GRAM矩阵到屏幕缓冲区矩阵的映射，而如果不是正方形，则较长边的偏差将在需要时花费更多时间来计算。被缩放。

许多图形API会接受非方形纹理数据，因为它们接受UV映射坐标作为浮点数据，但是，一旦将其发送到GPU，便会向纹理数据中添加填充，因为图像的实际比例不会更改映射似乎不受影响，但是将填充添加到纹理数据中，因为GPU喜欢将其寻址为一个完美的正方形。

因此，如果使用100x1024的图像，而使用1024x1024的图像，则意味着浪费了946,176个字节。如果要进行合成，则更是如此，因为将需要添加alpha通道以指示填充数据不应影响合成纹理。

— 阿维贝
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这是一个有趣的解释（关于平方矩阵的小知识），在通常的2答案（+1）次方中找不到-您是否可以提供一些引用？

— Samaursa

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我们的数字世界使用二进制计算，然后将值乘以2或除以2，然后可以将值“左移”或“右移”，即

<<  Left shift      x = 5 << 1    0101 << 1     1010     10
>>  Right shift     x = 5 >> 1    0101 >> 1     0010      2

对于CPU，使用“ 2的幂”值更容易。

— 埃斯德邦
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现代硬件可以（最终）应付启用基于两种纹理的非幂的包装模式，但是，两种纹理的非幂仍会浪费GPU内存，因为它们倾向于沿宽度向上填充一定的硬件特定量（缩小至某个图块大小，或四舍五入到包含纹理的两个大小的下一个幂。

由于这取决于硬件，并且供应商通常不会涉及这些细节的细节，因此最安全的方法是继续对纹理使用二维能量，以免浪费GPU内存。

— 分区器
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