如何使用粒子和更深的对象处理 OpenGL 附加混合和深度测试

Question

我有一个用 OpenGL 和 glut 制作的小精灵粒子系统，使用纹理来绘制基本的火焰。火焰对称地再现，以说明它在一个小盒子/场景中的表现。如下图所示，存在两个问题：

1- 为了产生看起来不错的火焰效果，我想对我的粒子使用添加剂混合，但混合还考虑了更深的青色面板的颜色并产生白色火焰。

2.1 - 此外，为了正确实现加法混合，我必须在绘制粒子时禁用深度测试，但这样做会启用粒子的绘制，即使它们应该“隐藏”。

2.2 - 如果我在绘制粒子时启用深度测试，效果如下。

如果有任何帮助，这里是我应用到粒子的纹理。

这里是显示场景和粒子的相关代码。

void drawParticles()
{
   glPushAttrib(GL_ALL_ATTRIB_BITS);
   glDisable(GL_LIGHTING);
   glDisable(GL_DEPTH_TEST);
   glEnable(GL_TEXTURE_2D);
   glEnable(GL_BLEND);
   glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA,GL_ONE);
   glBindTexture(GL_TEXTURE_2D,explosionTexture[0]);
   glTexEnvi(GL_POINT_SPRITE, GL_COORD_REPLACE, GL_TRUE);

   for (int i = 0; i < particlesNumber; ++i) 
   {
    glPointSize(50.0f);
        glBegin(GL_POINTS);
            glColor4f(particlesArray[i].color[0],particlesArray[i].color[1],particlesArray[i].color[2],0.5f);
            glVertex3f(particlesArray[i].position[0],particlesArray[i].position[1],particlesArray[i].position[2]);
       glEnd();
   }
   glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
   glDisable( GL_BLEND );
   glEnable( GL_DEPTH_TEST );
   glPopAttrib();
}

void drawScene()
{
   glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT );

   glMatrixMode( GL_PROJECTION );
   glLoadIdentity();
   gluPerspective( 60.0f, (GLdouble) g_width / (GLdouble) g_height, 0.1f, 300.0f );

   glMatrixMode( GL_MODELVIEW );
   glLoadIdentity();

   gluLookAt( dist*sin(phi)*sin(theta), dist*cos(phi), dist*sin(phi)*cos(theta), 0, 0, 0, 0, 1, 0 );

   glEnable( GL_DEPTH_TEST );
   glDisable( GL_BLEND );

   glBegin( GL_LINES );

      glColor3f( 1.0f, 0.0f, 0.0f );
      glVertex3f( 0.0f, 0.0f, 0.0f );
      glVertex3f( 0.5f, 0.0f, 0.0f );

      glColor3f( 0.0f, 1.0f, 0.0f );
      glVertex3f( 0.0f, 0.0f, 0.0f );
      glVertex3f( 0.0f, 0.5f, 0.0f );

      glColor3f( 0.0f, 0.0f, 1.0f );
      glVertex3f( 0.0f, 0.0f, 0.0f );
      glVertex3f( 0.0f, 0.0f, 0.5f );

   glEnd();

   glBegin( GL_QUADS );

      glColor4f( 1.0f, 1.0f, 1.0f , 0.0f);
      glVertex3f( -1.0f,  -0.2f,  1.0f );
      glVertex3f(  1.0f,  -0.2f,  1.0f );
      glVertex3f(  1.0f,  -0.2f, -1.0f );
      glVertex3f( -1.0f,  -0.2f, -1.0f );

      glColor4f( 1.0f, 1.0f, 0.0f , 0.0f );
      glVertex3f(  1.0f, -2.0f,  1.0f );
      glVertex3f(  1.0f, -2.0f, -1.0f );
      glVertex3f(  1.0f, -0.2f, -1.0f );
      glVertex3f(  1.0f, -0.2f,  1.0f );

      glColor4f( 1.0f, 0.0f, 1.0f , 0.0f );
      glVertex3f( -1.0f, -2.0f,  1.0f );
      glVertex3f( -1.0f, -2.0f, -1.0f );
      glVertex3f( -1.0f, -0.2f, -1.0f );
      glVertex3f( -1.0f, -0.2f,  1.0f );

      glColor4f( 0.0f, 1.0f, 1.0f , 1.0f );
      glVertex3f(  1.0f, -2.0f, -1.0f );
      glVertex3f( -1.0f, -2.0f, -1.0f );
      glVertex3f( -1.0f, -0.2f, -1.0f );
      glVertex3f(  1.0f, -0.2f, -1.0f );

   glEnd();

   glPushMatrix();
      drawParticles();
      glScalef(1.0f, -1.0f, 1.0f);
      drawParticles();
   glPopMatrix();


   glutSwapBuffers();
}

我愿意接受任何类型的建议，甚至涉及着色器（但我很想知道是否可以仅使用普通的 OpenGL）。

更新：

也许我不清楚，我不一定对严格的固定管道解决方案感兴趣，我想知道如何在场景中管理加法混合，即使这意味着将着色器代码添加到我的项目中。

现在，正如 Columbo 指出的那样，启用深度测试并禁用深度写入解决了我的第二个问题。现在关于加法混合问题，我仍然不知道如何在场景中管理加法混合。即使场景中可能没有这样的基本颜色，问题仍然存在，因为火焰仍然是白色的，我愿意知道我必须按照建议使用像素着色器。

Answer 1

1. 对于添加剂混合问题，它可能不是问题。在真实场景中，您永远不会出现青色块。但是，如果你真的需要一个解决方案，你可以尝试一个预乘的 alpha 混合 (glBlendFunc(GL_ONE,GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);)，然后你就有了更多的控制权。在您的像素着色器中，您可以手动将输出 RGB 乘以源 alpha，然后您可以选择输出 alpha。输出 alpha 为零会产生与您目前一样的添加剂混合。输出完整的 alpha 值（顶点 alpha * 纹理 alpha）为您提供标准的调制 alpha 混合。您可能能够在这两个极端之间找到一些值，使背景变暗，使您的火焰即使在青色背景下看起来也呈黄色，而不会使其看起来很垃圾。如果您不使用像素着色器，我相信可以通过在纹理加载期间操纵纹理来使用固定功能管道。这一切都相当繁琐，我建议不值得这样做，因为在完成的照明场景中不会有这样的原色。更正确的解决方案是使用 HDR 和色调映射，但这涉及到一些非常先进的渲染技术。

2. 解决深度问题很简单。您需要为火焰启用深度测试，但禁用深度写入。 glEnable(GL_DEPTH_TEST) 和 glDepthMask(GL_FALSE) 是相关的命令。