OpenGL学习笔记(二十三)—— Blending

概述

混合(Blending):通常是 OpenGL 实现物体透明度(通过颜色的 aplha 值,即颜色向量的第四个分量来决定的。)的一种技术。

透明(Transparency):指的是一个物体(或者其中的一部分)不是纯色(Solid Color)的,其颜色是物体本身的颜色和它背后其它物体的颜色的不同强度结合。

图片来源于:learnopengl.com

丢弃片段

有些图片纹理并不需要半透明,只需要根据纹理颜色值,显示一部分(完全不透明,alpha 值为 1.0),或者不显示一部分(完全透明,alpha 值为 0.0),没有中间情况;对这样的图片纹理将要 丢弃(Discard) 纹理中透明部分的片段,不将这些片段存储到颜色缓冲中。如图:

图片来源于:learnopengl.com

使用 GLSLdiscard 命令,保证片段不会被进一步处理,即不会进入颜色缓冲。所以在片段着色器中检测一个片段的 alpha 值是否低于某个阈值,如果是的话,则丢弃这个片段。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
#version 330 core
in vec2 TexCoords;
out vec4 FragColor;
uniform sampler2D texture1;
void main()
{
vec4 texColor = texture(texture1, TexCoords);
if(texColor.a < 0.1)
{
discard;
}
FragColor = texColor;
}

注意:丢弃片段的方式,不能很好处理半透明的纹理。

混合

片段着色器运行完成后,在所有的测试都通过之后,将会应用以下方程进行 片段颜色值颜色缓冲值 进行 混合

图片来源于:learnopengl.com

  • C¯source:源颜色向量;这是源自纹理的颜色向量。
  • C¯destination:目标颜色向量;这是当前储存在颜色缓冲中的颜色向量。
  • Fsource:源因子值;指定了 alpha 值对源颜色的影响。
  • Fdestination:目标因子值;指定了 alpha 值对目标颜色的影响。

源颜色和目标颜色将会由 OpenGL 自动设定,但源因子和目标因子的值可以由开发者来决定。

混合因子设置

  1. 混合因子的设置有一个专门的函数:glBlendFunc(GLenum sfactor, GLenum dfactor)

    • sfactor:设置源颜色因子值;
    • dfactor:设置目标颜色因子值;

      其中常用的选项如下:

选项
GL_ZERO 因子等于 0
GL_ONE 因子等于 1
GL_SRC_COLOR 因子等于源颜色向量 C¯source
GL_ONE_MINUS_SRC_COLOR 因子等于 1 − C¯source
GL_DST_COLOR 因子等于目标颜色向量 C¯destination
GL_ONE_MINUS_DST_COLOR 因子等于 1 − C¯destination
GL_SRC_ALPHA 因子等于 C¯sourcealpha 分量
GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA 因子等于 1 − C¯sourcealpha 分量
GL_DST_ALPHA 因子等于 C¯destinationalpha 分量
GL_ONE_MINUS_DST_ALPHA 因子等于 1 − C¯destinationalpha 分量
GL_CONSTANT_COLOR 因子等于常数颜色向量 C¯constant
GL_ONE_MINUS_CONSTANT_COLOR 因子等于 1 − C¯constant
GL_CONSTANT_ALPHA 因子等于 C¯constantalpha 分量
GL_ONE_MINUS_CONSTANT_ALPHA 因子等于 1 − C¯constantalpha 分量

注意:以上选项中常数颜色向量 C¯constant 可以通过 glBlendColor 函数来另外设置。

  1. 也可以使用 glBlendFuncSeparate(GLenum sfactorRGB, GLenum dfactorRGB, GLenum sfactorAlpha, GLenum dfactorAlpha);RGBalpha 通道分别设置不同的选项:

    • sfactorRGB:源颜色·RGB 值;
    • dfactorRGB:目标颜色·RGB 值;
    • sfactorAlpha:源颜色·alpha 值;
    • dfactorAlpha:目标颜色·alpha 值;
  2. 通过使用glBlendEquation(GLenum mode);来改变方程中源和目标部分的 运算符,其 mode 提供了三个选项:

选项
GL_FUNC_ADD 将两个分量相加:C¯result = Src + Dst (默认选项)
GL_FUNC_SUBTRACT 将两个分量相减: C¯result = Src − Dst
GL_FUNC_REVERSE_SUBTRACT 将两个分量相减,但顺序相反:C¯result = Dst − Src

渲染半透明纹理

通过混合渲染半透明的的纹理时,容易出现一个问题,就是前面的半透明的物体(如窗户)会挡住后面的半透明物体,达不到理想的效果;因为当写入深度缓冲时,深度缓冲不会检查片段是否是透明的,所以透明的部分会和其它值一样写入到深度缓冲中;因此可以通过先绘制远处的半透明物体,再绘制近的半透明的物体来避免这个问题。

混合顺序

通常比较理想的混合,是最先绘制 最远 的物体,最后绘制 最近的物体。

当绘制一个有不透明和透明物体的场景的时候,大体的原则如下:

  1. 先绘制所有不透明的物体。
  2. 对所有透明的物体排序。
  3. 按顺序(由远到近)绘制所有透明的物体。

排序透明物体的一种方法是,从观察者视角获取物体的距离。

效果

Blending

Demo


参考

教程来源:https://learnopengl.com/

------ 本文结束 ------
欣赏此文?求鼓励,求支持!