GPU Gems 2 · Chapter 12. Tile-Based Texture Mapping

用 Wang tiles、packed tile texture 和 index texture 在 fragment shader 中合成大虚拟纹理，保持原始 geometry/UV 不变并处理边缘过滤与 mipmap。

学习目标

能解释大纹理的尺寸、存储和带宽限制，以及 tile-based mapping 的虚拟纹理思路
能用 Wang tile 的 edge color 约束构建无缝、低重复的 tile set
能实现 UV → index texture → packed tile texture 的两次 fragment lookup，并保留正确 derivatives
能说明 lower-resolution mipmap 为什么会跨错 tile，以及 edge sanitization 如何缓解 seam 和 popping

大型墙面、地面和地形纹理同时受显存、加载带宽和单纹理尺寸上限约束。把输出规模与存储规模解耦：应用仍使用原始 geometry 和 UV，fragment shader 负责回答 texture request。

tile-based mapping 把大纹理的存储问题转成 shader 的两次查样：先查 tile 位置，再查 tile 内 texel。

通过边界约束避免任意重复。两个 tile 共享边时，南北或东西 edge color 必须相同；只要匹配边上图案连续，硬件双线性过滤跨边采样也不会产生明显断裂。

是组合规则。tile set 可以手工绘制，也可以从自然纹理算法生成；关键是边缘连续和组合后具有足够的变化。

边缘颜色是约束而不是像素颜色；匹配的边经过连续图案设计后，硬件双线性过滤也能跨 tile。

将 tile 集合装入单张输入纹理，避免每块 tile 都绑定独立资源。对输出 UV 先缩放得到 virtual tile 坐标，再读取。

index texture 不需要 mipmap，因为它存的是离散 tile 行列；最终 tile 样本需要显式 derivatives 保持正确 LOD。

取出 tile 坐标后，用缩放 UV 的 fractional part 采样 packed tile 的局部 texel。最终查样要把 ddx 和 ddy 传给纹理函数，保证 LOD 依据 virtual texture 的尺度而不是 packed layout 的偶然邻接。

是 tile-based mapping 的质量关键。直接自动生成 mipmap 会把物理相邻但虚拟不相邻的 tile 混起来；低层过滤 footprint 越大，错误越明显。

高分辨率拼接连续不代表低 mip 合法；要让同色边在每层仍然匹配，可对边缘做统一平均。

实际可以只 sanitise edges，因为低分辨率自然纹理通常已经趋于均匀；若需要更严格连续性，也可以校正 corners，但会增加模糊。另一条边界是最高可用 mip level 受 packed tile 总尺寸限制，输出虚拟纹理再大也不能凭空获得未存储的超粗层。

增大 tile 网格，观察 virtual texture 变化；提高 mip level 并关闭 sanitization，观察 seam/popping 风险；切换 line-art 和 organic，思考为什么 tile construction 与 filtering 不能完全分开。

Tile-based texture 实验

观察小 tile set 如何合成大纹理，以及 mipmap sanitation 对边缘连续性的影响。

tile 网格：4×4mipmap level：1patternsanitize lower mip edges

共享 edge color 的 tile 在低 mip 仍保持合法连接。

问题 1｜两次查样　为什么 tile-based mapping 需要 index texture 和 packed tile texture 两次 lookup？

问题 2｜边缘匹配　Wang tile 的 edge color 为什么能帮助硬件双线性过滤跨 tile？

问题 3｜mipmap　为什么 packed texture 的自动 mipmap 会在 virtual texture 中产生错误 seam？

本章出现的专业名词，用大白话再讲一遍。