在软件开发，特别是三维应用中，纹理随处可见，但受限于网络环境和硬件能力，纹理也是一大瓶颈。而且在一般的三维应用中，纹理所占大小基本都会在1/2以上，模型中往往超过2/3。或许你会说，纹理不就是一张图吗，有那么重要吗？
如下两张对比图，可能你会认为前者逼格高，但对于正常人而言，后者显然要好很多。正是有了纹理，如同在骨架上赋予了皮肤，让我们的应用更加的逼真，贴近现实。
而你能想象到吗？如上的模型一共有三张纹理，其中之一效果如下：
看上去怪怪的。其实在纹理的压缩中，人们先想到了如何去除冗余信息，对称的部分只保留一份，尽可能让不同的部分紧凑，充分利用好每一个像素来保存有效数据。得益于对称在大自然中的普遍性，这种方式确实极大的减少了纹理像素。
纹理的拼接是纹理压缩的开始，采用不同的压缩方式对纹理最终的大小影响也是显著的。比如上面的这张纹理在不同压缩格式下的大小差别也是非常显著的（原始文件为tga格式，通过Photoshop转换为其他格式，默认选项）：
如果按照上面表格的逻辑，用jpg或png格式就好了，无损压缩，而且也是最小的。确实在很多情况下这是一个比较好的选择，比如网络带宽有限，这样可以很好的节约带宽和下载时间，而Bmp，tga，png以及jpg都是无损格式。但这类压缩存在一个致命缺陷，他们都是基于整幅图片下进行的压缩，比如霍夫曼编码等，这样像素和像素之间在解码的过程中存在依赖关系，无法直接实现单个像素级别的解析，这就发挥不了显卡的并发能力，更重要的是问题在于无论是png还是jpeg最终在显存中解码后都是RGBA的纹理格式，因此并无法减少显存的占用率。比如一张256*256的RGBA纹理，无论是png还是jpg格式，虽然文件大小不一样，在显卡中的大小仍然是256*256*4的显存空间。
正是因为传统的图片格式并没有考虑显卡的这种特性，所以很难满足三维应用中的要求。
基于这些问题，如下四点可以作为我们选择纹理压缩格式的衡量标准（引自《Texture Compression using Low-Frequency Signal Modulation》）
• 解析速度
在纹理操作中，读取纹理数据是关键步骤，所以解码速度至关重要。
• 随机读取数据
能快速的随机读取任意像素
• 压缩率和纹理质量
既要保证一个不错的压缩效果，也要把纹理损失控制在一定范围内
• 压缩速度
通常纹理压缩在渲染前已经提前准备好，所以如果压缩的速度比解析速度慢，也是可以接受的。
调色板技术
最初想到的就是调色板技术，这个思路很简单，在当时硬件能力不高的情况下也非常的好用，类似GIF格式，通常保存一个8位或4位的调色板。为什么没有16位的调色板，因为16位的RGB的效果本身就相对不错，所以16位调色板的意义并不大。如下是调色板原理示意。
对于纹理中颜色个数不超过256，或者愿意适当删减，将颜色数目控制在256以内的话，调色板还是非常高效的压缩技术，相比RGBA的颜色格式要少87.5%的空间。当然，颜色越丰富，所效果损失越严重。如下是同一张纹理的效果对比：
调色板方式下还有一个非常明显的优势是风格的变化，只需要更改调色板信息，而不用保存多套纹理，就可以很轻松的实现风格的多样化，这种成本很低，而且还很高效。
但是显卡中并不支持这种调色板纹理方式，或者只有很老的显卡会支持，当然我们可以采用一维纹理的方式来模拟调色板，但这种情况下不能开启纹理过滤功能，因为调色板的颜色顺序是随机的，在插值过程中和我们预期的效果会有出入。
可见调色板的使用非常灵活，如果运用得当，很多复杂的问题都可以很好的解决，但毕竟显卡不支持这种纹理方式，而且毕竟也有256颜色的限制，在稍微复杂的情况下就有点捉襟见肘。而在顶点着色器上，每次都要操作两次（获取索引值，读取调色板对应的颜色），而且调色板也需要作为参数，或指定一个全局的调色板，这样就会存在内存和显存之间的频繁切换，从性能的角度来也不是最优方案。
纹理压缩
调色板方式有着很多的优点，但也有致命的缺点，在调色板的基础上不断改良，最终形成了现在这种相对平衡的压缩方案。
首先，意识到有损压缩下的显示效果还是不错的，所以压缩后以16位的颜色格式存储，如上是RGB和16位的对比效果图。再次则是自带“调色板”，化整为零，方便自身携带。
上图是纹理压缩原理图，对于一张原始纹理，会创建两张小纹理A和B，可以认为是原始纹理的缩略图，同时还有一个矩阵M，M的行列和原始纹理的长宽一致，里面的值类似于调色板中的索引，实现纹理A和纹理B的混合。示意图如下：
DXT纹理压缩格式
DXT纹理压缩格式来源于S3(Silicon & Software Systems)公司提出的S3TC(S3 Texture Compression)，基本思想是把4x4的像素块压缩成一个64或128位的数据块，是有损压缩方式。DXT1-DXT5是S3TC算法的五种变化，用于各种Windows设备。
ETC纹理压缩格式
Ericsson Texture Compression，是由 Khronos 支持的开放标准，在移动平台中广泛采用。它是一种为感知质量设计的有损算法，其依据是人眼对亮度改变的反应要高于色度改变。类似于DXT，ETC也是把4x4的像素块压缩成一个64或128位的数据块，也是有损压缩。
PVRTC纹理压缩格式
PowerVR Texture Compression，PVRTC格式与基于块的压缩格式，比如S3TC、ETC的不同之处是，它使用2张双线性放大的低分辨率图，根据精度和每个像素的权重，融合到一起来呈现纹理，并且2-bpp和4-bpp都支持ARGB数据。PVRTC格式压缩比高，也是有损压缩。
2018年，Imagination Technologies宣布推出突破性的PowerVR PVRIC4，这是新一代功能强大的图像压缩技术，可协助为数字电视、智能手机和平板电脑等设备开发系统级芯片（SoC）的客户降低成本，且不会出现明显的图像质量损失。详阅《PVRIC4介绍——将图像压缩提升到新的水平》
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