极客教程Vulkan 生成贴图(mipmap)，现在我们的程序可以加载和渲染3D模型了。Mipmap广泛应用于游戏和渲染软件，对于如何创建它们，Vulkan给了我们完全的控制权。
Mipmap是缩小版本的image，每个新image是前一张图的宽度和高度的一半。Mipmap用于作为细节级别（即Level of Detail）的一种方式。远离相机的物体将从较小的mip图像中采样纹理。使用较小的图像可以提高渲染速度，避免Moiré patterns这样的锯齿。示例如下:
图像创建
在Vulkan中，每个mip图像都保存在VkImage的不同的mip层里。0级是原始图像，0级之后的Mip级通常称为Mip链。
创建VkImage时指定mip级别的数量。到目前为止，我们一直将这个值设置为1。我们需要从图像的维数来计算mip级别的数量。首先，添加一个类成员来存储这个数字:
一旦我们在createTextureImage中加载纹理，就可以得到mipLevels的值:
这将计算mip链中的级别数。max函数选择最大维度。log2函数计算维数除以2的次数。floor函数处理最大维度不是2的幂的情况。添加1使原始图像具有mip级别。
要使用这个值，我们需要更改createImage、createImageView和transitionImageLayout函数，以允许我们指定mip级别的数量。在函数中添加一个mipLevels参数:
更新所有对这些函数的调用，使用正确的值：
生成贴图
我们的纹理图像现在有多个mip级别，但是staging缓冲区只能用于填充mip级别0。其他级别仍未定义。要填充这些级别，我们需要从现有的单个级别生成数据。我们将使用vkCmdBlitImage命令。此命令执行复制、缩放和筛选操作。我们将多次调用此函数，以将数据blit到纹理图像的每个级别。
VkCmdBlit被认为是一个传输操作，因此我们必须通知Vulkan，我们打算同时使用纹理图像作为传输的源和目标。在createTextureImage中，将VK_IMAGE_USAGE_TRANSFER_SRC_BIT添加到纹理图像的使用标志中:
与其他图像操作一样，vkCmdBlitImage取决于它所操作的图像的布局。我们可以将整个映像转换为VK_IMAGE_LAYOUT_GENERAL，但这很可能很慢。为了获得最佳性能，源映像应该位于VK_IMAGE_LAYOUT_TRANSFER_SRC_OPTIMAL中，目标映像应该位于VK_IMAGE_LAYOUT_TRANSFER_DST_OPTIMAL中。Vulkan允许我们独立地转换图像的每个mip级别。每blit一次只处理两个mip级别，因此我们可以将每个级别转换为blits命令之间的最佳布局。
transitionImageLayout只在整个图像上执行布局转换，所以我们需要编写更多的管道屏障命令。将createTextureImage中已有的转换改为VK_IMAGE_LAYOUT_SHADER_READ_ONLY_OPTIMAL ：
这将使VK_IMAGE_LAYOUT_TRANSFER_DST_OPTIMAL中的纹理图像的每一层都是最优的。在blit命令读取完成后，每个级别都将转换为VK_IMAGE_LAYOUT_SHADER_READ_ONLY_OPTIMAL。
我们现在要写一个生成mipmap的函数:
我们将进行几个转换，因此我们将重用这个VkImageMemoryBarrier。以上设置的字段将对所有屏障保持不变。subresourceRange.miplevel, oldLayout, newLayout, srcAccessMask和dstAccessMask会随着每个转换而改变。
这个循环将记录每个VkCmdBlitImage命令。注意，循环变量从1开始，而不是0。
首先，转换级别从i - 1 到 VK_IMAGE_LAYOUT_TRANSFER_SRC_OPTIMAL。这个转换将等待i - 1级别被填充，或者来自前面的blit命令，或者来自vkCmdCopyBufferToImage，当前blit命令将等待这次转换。
接下来，我们指定将在blit操作中使用的区域。源mip级别为i - 1，目标mip级别为i, srcOffsets数组的两个元素决定了数据将从哪个3D区域进行blit。dstOffsets确定数据将被传送到的区域，当每个mip级别的大小是前一个级别的一半时，dstOffsets[1]的X和Y维度除以2，当2D图像的深度为1srcOffsets[1]和dstOffsets[1]的Z维数必须为1。
现在，我们记录blit命令。注意，textureImage同时用于srcImage和dstImage参数。这是因为我们在同一幅图像的不同层次之间穿梭。源mip级别刚刚转换为VK_IMAGE_LAYOUT_TRANSFER_SRC_OPTIMAL，目标级别仍然位于createTextureImage中的VK_IMAGE_LAYOUT_TRANSFER_DST_OPTIMAL中。
最后一个参数允许我们指定要在blit中使用的VkFilter。我们在这里有相同的过滤选项，当我们做VkSampler。我们使用VK_FILTER_LINEAR来启用插值。
这个屏障将mip级别i - 1转换为VK_IMAGE_LAYOUT_SHADER_READ_ONLY_OPTIMAL。此转换将等待当前blit命令完成。所有采样操作都将等待这个转换完成。
在循环的末尾，我们将当前mip维数除以2。我们在除法之前检查每个维度，以确保维度永远不会变为0。这将处理图像不是正方形的情况，因为mip维度中的一个将比另一个维度早达到1。当这种情况发生时，所有剩余级别的维度都应该保持为1。
在结束命令缓冲区之前，我们再插入一个管道屏障。这个屏障将最后一个mip级别从VK_IMAGE_LAYOUT_TRANSFER_DST_OPTIMAL转换到VK_IMAGE_LAYOUT_SHADER_READ_ONLY_OPTIMAL。这不是由循环处理的，因为最后一个mip级别永远不会被释放。
最后，在createTextureImage中添加对generateMipmaps 的调用：
我们的纹理图像的mipmaps现在完全被填满了。
线性滤波的支持
使用像vkCmdBlitImage这样的内置函数来生成所有mip级别是非常方便的，但不幸的是，它不能保证在所有平台上都受支持。它需要我们用来支持线性过滤的纹理图像格式，可以使用vkGetPhysicalDeviceFormatProperties函数来检查。我们将为此向generateMipmaps函数添加一个检查。
首先添加一个指定图像格式的附加参数:
在generateMipmaps函数中，使用vkGetPhysicalDeviceFormatProperties请求纹理图像格式的属性:
VkFormatProperties结构有三个字段，分别为linearTilingFeatures、optimalTilingFeatures和bufferFeatures，每个字段根据使用格式的方式描述如何使用格式。我们采用最优平铺格式创建一个纹理图像，所以我们需要检查优化功能。线性过滤特性的支持可以通过vk_format_feature_sampled_image_filter_linear进行检查:
在这种情况下有两种选择，可以实现一个函数，该函数搜索支持线性bl的常见纹理图像格式，或者使用雷士stb_image_resize的库在软件中实现mipmap生成。然后，可以像加载原始图像一样将每个mip级别加载到图像中。
应该注意的是，在实际操作中，在运行时生成mipmap级别并不常见。通常它们是预先生成的，并与基本层一起存储在纹理文件中，以提高加载速度。在软件中实现大小调整和从文件中加载多个级别留给读者作为练习。
采样器
当VkImage持有mipmap数据时，VkSampler控制如何在呈现时读取该数据。Vulkan允许我们指定minLod、maxLod、mipLodBias和mipmapMode(“Lod”表示“Level of Detail”)。采样纹理时，采样器根据如下伪代码选择一个mip级别:
如果samplerInfo.mipmapMode的值是VK_SAMPLER_MIPMAP_MODE_NEAREST, lod选择要采样的mip级别。如果mipmap模式是VK_SAMPLER_MIPMAP_MODE_LINEAR，则使用lod选择要采样的两个mip级别。这些mip级别是抽样的，结果是线性混合。
采样操作也被lod影响：
如果对象靠近相机，则使用magFilter作为过滤器。如果对象距离摄像机较远，则使用minFilter。正常情况下，lod是非负的，关闭相机时只有0。mipLodBias让我们迫使Vulkan使用比正常情况下更低的lod和level。
要查看本章的结果，我们需要为textureSampler选择值。我们已经将minFilter和magFilter设置为使用VK_FILTER_LINEAR。我们只需要为minLod、maxLod、mipLodBias和mipmapMode选择值。
为了允许使用全部mip级别，我们将minLod设置为0，并将maxLod设置为mip级别的数量。我们没有理由更改lod值，所以我们将mipLodBias设置为0。
现在运行你的程序，可以看到如下情景：
因为我们的场景是很简单，没有太大的差别。如果你仔细观察，会发现有细微的差别。
您可以尝试使用采样器设置，看看它们如何影响mipmapping。例如，通过改变minLod，您可以强制采样器不使用最低的mip级别:
这些设置将生成如下图像:
当物体离相机较远时，就会使用较高的mip级别。