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LDR/HDR便攜式GPU壓縮紋理轉碼系統。

簡介

Bastic Universal是一種開源超級壓制的LDR/HDR GPU壓縮紋理互換系統，該系統支持兩種中間文件格式：Khronos組的.ktx2打開標準，以及我們自己的“ .basis”文件格式。這些文件格式支持快速轉碼，幾乎可以在過去25年中發布的任何壓縮GPU紋理格式。

該項目的總體目標是簡化可移植LDR和HDR GPU紋理，圖像和紋理視頻內容的編碼和有效分佈，以與任何GPU或任何GPU或渲染/圖形API兼容的方式。

該系統支持三種模式：ETC1S，UASTC LDR和UASTC HDR。可以將C/C ++編碼器和轉編碼誹謗彙編為本機代碼或WebAssembly，並且可以從JavaScript訪問所有編碼器/Transcoder功能。

鏈接

發行說明
實時編碼器/轉碼WebGL示例
JavaScript API/WASM/WebGL信息
UASTC HDR示例圖像

支持的LDR GPU紋理格式

ETC1和UASTC LDR文件可以轉碼：

ASTC LDR 4X4 L/LA/RGB/RGBA 8BPP
BC1-5 RGB/RGBA/X/XY
BC7 RGB/RGBA
ETC1 RGB等2 RGBA等ETC2 EAC R11/RG11
PVRTC1 4BPP RGB/RGBA和PVRTC2 RGB/RGBA
ATC RGB/RGBA和FXT1 RGB
未壓縮的LDR柵格圖像格式：8888/565/4444

支持的HDR GPU紋理格式

UASTC HDR文件可以轉碼：

ASTC HDR 4x4 RGB 8BPP
BC6H RGB
未壓縮的HDR柵格圖像格式：RGB_16F/RGBA_16F（半float/fp16 rgb，48或64bpp），32位共享指數RGB_9E5

支持的紋理壓縮模式

etc1s：大約.3-3BPP低至中等質量的超壓縮模式，基於一個名為“ ETC1”的子集的子集。此模式支持可變質量與文件大小級別（例如JPEG），Alpha通道，內置壓縮和紋理陣列，可選地將其作為視頻序列（使用Skip Blocks（條件補充）作為視頻序列壓縮。該模式可以迅速轉碼為所有受支持的LDR紋理格式。
UASTC LDR：8位/像素LDR高質量模式。 UASTC LDR是標準ASTC LDR 4X4（8BPP）紋理格式的19模式子集，但具有包含轉碼提示的自定義塊格式。將UASTC LDR轉換為ASTC LDR和BC7特別簡單，因為UASTC LDR是BC7和ASTC的常見子集。其他紋理格式的轉碼會被每個UASTC LDR塊中存在的幾個格式特異性提示位加速。

此模式支持可選的利率 - 延伸優化（RDO）後過程，該階段在.ktx2/.basis文件中調節編碼的UASTC LDR紋理數據，以便更有效地壓縮LZ。更多詳細信息。

這是UASTC LDR規範文檔。

UASTC HDR：8位/像素HDR高質量模式。這是標準ASTC HDR 4X4（8BPP）紋理格式的24模式子集。它的設計為高質量，支持BC6H和ASTC之間的27個分區模式，並以很少的損失（通常為DB PSNR的一小部分）對BC6H HDR HDR紋理格式的損失很小（通常為DB PSNR ）。值得注意的是， UASTC HDR數據是100％標準ASTC紋理數據，因此在設備或API支持ASTC HDR上根本不需要轉碼。此模式也可以轉碼轉碼到各種32-64BPP未壓縮的HDR紋理/圖像格式。

這是UASTC HDR規範文檔和一些壓縮示例圖像。

其他功能

.BASIS和.KTX2文件都支持MIPMAP級別，紋理陣列，Cubemaps，Cubemap數組和紋理視頻，並在所有三種模式下。此外，BASIS文件支持非均勻紋理陣列，其中文件中的每個圖像都可以具有不同的分辨率或MIPMAP級別的數量。

在ETC1S模式下，壓縮機能夠使用全局端點/選擇器代碼簿在整個文件中的所有圖像上利用顏色和模式相關性，因此可以將帶有MIPMAPS的多個圖像有效地存儲在單個文件中。 ETC1S模式還支持簡短的視頻序列，Skip塊（條件補充）曾經不發送相對於上一個幀沒有變化的塊。

支持閱讀的LDR映像格式為.png，.dds，帶有mipmaps，.tga，.qoi和.jpg。支持閱讀的HDR圖像格式為.exr，.hdr和.dds帶有mipmaps。它可以編寫.basis，.ktx2，.dds，.ktx（v1），.astc，.out，.exr和.png文件。

現在，該系統支持使用可選的MIPMAPS加載基本的2D .DDS文件，但是.DDS文件必須以支持的未壓縮格式之一：24BPP RGB，32BPP RGBA/BGRA，Half-Float RGBA或Float RGBA。使用.DDS文件允許用戶在壓縮之前準確地控制MIPMAP的生成方式。

建築

編碼庫和命令行工具沒有需要在存儲庫本身中的第三方依賴項。 TransCoder是一個單個.cpp源文件（在transcoder/basisu_transcoder.cpp中），該文件沒有第三方依賴關係。

我們在以下建造和測試：

Windows X86/X64使用Visual Studio 2019/2022，MSVC或Clang
MAC OSX（M1），帶有clang v15.0
ubuntu linux帶有GCC V11.4或Clang V14
Arch Linux Arm，在Pinebook Pro上，帶有GCC v12.1。

在帶有Visual Studio的Windows下，您可以使用隨附的basisu.sln文件。另外，您可以使用CMAKE創建新的VS解決方案/項目文件。

要構建，請先安裝Cmake，然後：

 cd build
cmake ..
make

要在X86/X64系統上使用SSE 4.1支持（編碼速度約為15-30％），請添加-DSSE=TRUE to to cmake命令行。添加-DOPENCL=TRUE以構建（可選）OpenCL支持。使用-DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug 。要構建32位可執行文件，請添加-DBUILD_X64=FALSE 。

構建後，用於創建，驗證和transcode/duncest .basis/.ktx2文件的本機命令行工具是bin/basisu 。

測試編解碼器

命令行工具包括一些自動化的LDR/HDR編碼/轉碼測試：

 cd ../bin
basisu -test
basisu -test_hdr

要以OpenCL模式測試編解碼器（必須安裝OpenCL LIBS/標頭/驅動程序，並通過以-DOPENCL=TRUE運行CMAKE來編譯OpenCL支持）：

 basisu -test -opencl

壓縮和解開包裝.ktx2/.basis文件

要將LDR SRGB PNG/QOI/TGA/JPEG/DDS映像壓縮到ETC1S .ktx2文件，以質量級別255（最高）：

basisu -q 255 x.png

對於線性LDR映像，在ETC1S模式下，以默認質量（128）：

basisu -linear x.png

壓縮到UASTC LDR，質量比ETC1高得多：

basisu -uastc x.png

要壓縮.exr，radiance .hdr或.dds hdr image to uastc hdr .ktx2文件：

basisu x.exr

請注意，我們使用的.EXR讀取器是TinyExr，它不支持所有可能的.EXR壓縮模式。 ImageMagick之類的工具可用於創建TinyExr可以讀取的.exr文件。

另外，可以通過指定-hdr將LDR圖像（例如.png）壓縮到UASTC HDR。默認情況下，在壓縮到UASTC HDR時，LDR圖像在壓縮之前首先從SRGB轉換為線性光。可以通過指定-hdr_ldr_no_srgb_to_linear來禁用此轉換步驟。

重要的是，為了獲得最佳質量，您應該為基礎提供原始的未壓縮源圖像。在鹼基之前應用的任何其他類型的有損壓縮（包括ETC1/BC1-5，BC7，JPEG等）都會導致多代人工製品出現在最終的輸出紋理中。

一些有用的命令行選項

-fastest （等效於-uastc_level 0 ）將UASTC LDR/HDR編碼器以最快（但質量較低）模式處於。
-slower將UASTC LDR/HDR編碼器的質量更高，但模式較慢（相當於-uastc_level 3 ）。默認級別為1，最高級別為4（非常慢）。
-q X ，x的範圍從[1,255]範圍內控制ETC1S模式的質量與文件尺寸折衷級別。 255是最高質量，默認值為128。
-debug導致編碼器打印內部和麵向開發人員的詳細調試信息。
-stats查看各種質量（PSNR）統計。
-linear ：ETC1S默認為SRGB Colorspace指標，UASTC LDR當前始終使用線性指標，而UASTC HDR默認值為加權RGB度量標準（具有2,3,1個權重）。如果輸入是普通的地圖，或其他類型的非SRGB（非鏡頭）紋理內容，請確保使用-linear以避免額外的不必要的文物。（UASTC LDR/HDR的Angular正常地圖指標肯定是可行的，並且在我們的待辦事項列表中。）
指定-opencl啟用OpenCL模式，目前僅加速ETC1S編碼。
默認情況下，壓縮機是多線程，可以使用-no_multithreading命令行選項禁用。儘管它是線程安全的，但當前是單線螺紋的（即它支持並行地解壓縮多個紋理切片）。

將.KTX2/.BASIS文件解開為.png/.exr/.ktx/.dds文件

您可以使用命令行工具，也可以直接調用從JavaScript或C/C ++代碼的轉碼來解壓縮.KTX2/.BASIS文件以GPU紋理數據或未壓縮的圖像數據。要將.ktx2 or.BASIS文件解放到多個.png/.exr/.ktx/.dds文件：

basisu x.ktx2

使用-no_ktx和-etc1_only / -format_only選項，將其拆箱到更少的文件中。

-info和-validate將只顯示文件信息而不輸出任何文件。

書面的MIP圖，CUBEMAP或紋理陣列.ktx/.dds文件將以各種壓縮的GPU紋理格式（PVRTC1 4BPP，ETC1-2，BC1-5，BC7等），據我們所知，不幸的是（截至2024年）仍然沒有單個.ktx或.dds查看器工具，可以正確且可靠地支持我們支持的每種GPU紋理格式。使用MALI的紋理壓縮工具，使用AMD的Compressonator，ETC1/2可查看BC1-5和BC7文件，並使用Imagination Tech的PVRTEXTOXTOL使用PVRTC1。 RenderDoc具有許多格式的有用的紋理文件查看器。 Mac OSX Finder以各種GPU格式支持預覽.EXR和.KTX文件。 Windows 11 Explorer可以預覽.DDS文件。在線OpenHDR查看器可用於查看.exr/.hdr映像文件。

WebGL示例

“ WebGL”目錄包含四個簡單的WebGL演示，這些演示使用了與Emscripten一起編譯為WASM的轉編碼器和壓縮機。這些演示在這裡在線。在此處查看README文件中的更多詳細信息。

在瀏覽器中運行的“紋理”示例的屏幕截圖。在瀏覽器中運行的“ GLTF”示例的屏幕截圖。在瀏覽器中運行的“ Encode_test”示例的屏幕截圖。

用emscripten構建WASM模塊

轉碼器和編碼器均可使用Emscripten進行WebAssembly並在網絡上使用。用emscripten擴展名編寫的一組JavaScript包裝器位於webgl/transcoding/basis_wrappers.cpp中。 JavaScript包裝器幾乎支持所有功能和模式，包括紋理視頻。請參閱webgl/transcoder和webgl/encoder中的readme.md和cmakelists.txt文件。

在安裝Emscripten之後，要構建WASM Transcoder：

 cd webgl/transcoder/build
emcmake cmake ..
make

構建WASM編碼器：

 cd webgl/encoder/build
emcmake cmake ..
make

有兩個簡單的編碼/轉編碼Web演示，位於webgl/ktx2_encode_test和webgl/texture_test中，展示瞭如何使用Encoder's和TransCoder的JavaScript包裝器API。

低級C ++編碼器/Transcoder API示例

一些簡單的示例顯示瞭如何直接調用C ++編碼器和TransCoder庫API的example/examples.cpp 。

ETC1S紋理視頻提示

在這裡查看Wiki。

使用VCPKG依賴管理器安裝

您可以使用VCPKG依賴項管理器下載並安裝基礎通用：

 git clone https://github.com/Microsoft/vcpkg.git
cd vcpkg
./bootstrap-vcpkg.sh
./vcpkg integrate install
vcpkg install basisu

Microsoft團隊成員和社區貢獻者保持了VCPKG的基礎通用端口。如果該版本已過時，請在VCPKG存儲庫上創建問題或拉出請求。（9/10/2024：UASTC HDR支持尚不可用。）

執照

轉編碼器和核心編碼器庫是Apache 2.0。 Transcoder使用第三方庫或依賴項。請參閱許可證。

編碼器庫是Apache 2.0，但它利用了一些開源3rd party模塊（在'ecdoder/3rdparty'和in'ZSTD'目錄中）來加載.qoi，.dds，.dds，.exr images，以處理ZSTD Compression ，to to to to to解開ASTC紋理塊。請參閱許可證和。更新文件夾。