PS2纹理贴图编码算法A1B5G5R5

路边的阿不2023-10-20 15:02

在上一篇文章里我们介绍了PS2使用的图片压缩算法RLE，这次我们再来研究一下它的纹理贴图编码算法------A1B5G5R5。

对于纹理来说，常用的图片编码格式如jpg或png都不适合。因为图片是由GPU读取并进行渲染的，你总不能送过去一张jpg图片，让GPU要读取其中一个像素的时候，先把整个图片解码吧？因此最理想的图片格式是未经压缩的位图格式，可以根据像素点坐标直接获取RGB数据。今天要介绍的A1B5G5R5正是这种编码格式之一。

标准的32位位图，每个像素占用4字节数据，分别为RGBA四个通道。拿上面这两个纹理图片来说，它们的像素数量都为128x128，因此图片大小为128x128x4字节。

上图为32位RGBA每像素数据结构。

对于A1B5G5R5编码来说，每个像素占用2字节数据，其中alpha通道占用1位，其它3种颜色各占5位。

上图为A1B5G5R5每像素数据结构。

将A1B5G5R5解码为32位RGBA可以用下图的方法进行。

伪代码如下：

python 复制代码

while tex_offset < len(self.texture):
    b = tex_struct.unpack_from(self.texture, tex_offset)[0]
    out[rgb_tex_offset] = (b & 0x1F) << 3 # R
    out[rgb_tex_offset + 1] = ((b >> 5) & 0x1F) << 3 # G
    out[rgb_tex_offset + 2] = ((b >> 10) & 0x1F) << 3 # B
    rgb_tex_offset += 3
    tex_offset += tex_struct.size

很明显可以看到，将32位的RGBA图片编码成16位的A1B5G5R5，会丢失每种色彩的最后3个bit数据，是一种有损编码格式，但带来的好处是压缩比2:1，图片缩小了一半。再配合上一篇讲到的RLE编码，可以进一步缩小图片大小。

最后放上上面两个纹理图片渲染后的效果，有小伙伴还记得这两个游戏吗？

本篇文章使用的代码和图片摘自我的一个github项目：ps2mc-browser，欢迎大家添砖加瓦。