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。

上面两张纹理图片是从 PS2 存档中提取出来的,它们以 位图 的形式储存,像素数量为 128x128 。
标准的 32位 位图,每个像素占用 4字节 数据,分别储存了 RGBA 四个通道的数据。因此上面两个纹理图片的图片大小为 128x128x4 字节。 32位RGBA 每像素数据结构如下:

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 。每像素数据结构如下:

将 A1B5G5R5 解码为 32位RGBA 可以用下图的方法进行。

伪代码如下:
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?
