使用两个渲染目标（DirectX 或 OpenGL）进行 Alpha 混合

Question

我正在尝试执行以下操作：

• 创建一个名为 T 的透明纹理

• 将名为 Q 的纹理四边形渲染到 T

• 将 T 渲染到屏幕上

请注意，T 的 alpha 分量将为零，而 Q 的 alpha 分量可能小于 1。

我需要两个 alpha 混合方程，因此如果我将 Q 的多个实例渲染到 T（使用第一个混合方程）然后渲染 T（使用第二个混合方程），这与将 Q 的多个实例直接渲染到相同屏幕。

我使用这个混合方程

color = src * srcAlpha + dst * (1 - srcAlpha)
alpha = 1 * srcAlpha + 0 * destAlpha

对于我将 Qs 直接渲染到屏幕，但无法定义两个在我先渲染到 T 时实现相同效果的混合方程的情况。

请注意，T 的像素最初是完全透明的（alpha = 0），因为如果它没有被绘制到，我不希望它覆盖屏幕。 Q 的每个像素可能有任何透明度级别。

Answer 1

您所问的问题在数学上使用线性插值是不可能的。

假设您有两个透明对象，A 和 B。你有你的纹理T，和屏幕S。而Blend 是混合方程。

渲染到T 的目的是：

T = Blend(B, Blend(A, T))
S = Blend(T, S)

//Therefore
S = Blend(Blend(B, Blend(A, T)), S)

看看这里有 3 个单独的混合操作吗？你不能用 two 混合操作来做到这一点。如果你渲染A 和B，你会得到什么。

线性插值既不是commutative 也不是associative。混合操作的顺序很重要。如果没有该中介，您通过写入临时中间并将其混合到最终缓冲区无法实现效果。

有结合和交换的混合操作。例如，添加剂。但这几乎肯定不会达到您想要的视觉效果，因为它会将颜色添加在一起。如果你正在做 HDR 照明，那可能是你可以使用的东西。但在很多情况下它是不合适的。

加法混合将涉及以下形式的混合方程：

glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE);

使用源 Alpha 确定要添加的传入颜色的百分比。

Answer 2

我认为这在将 Q 渲染为 T 时有效：

color = src * srcAlpha + dst * (1 - srcAlpha)
alpha = (1 - destAlpha) * srcAlpha + 1 * destAlpha

编辑：考虑一下，我的回答不会导致屏幕的 Alpha 通道与您在直接渲染到屏幕时描述的 Alpha 通道相匹配。直接渲染到屏幕时的 alpha 混合模式非常不寻常。我不确定您是否真的希望屏幕的 alpha 代表您渲染的最后一个纹理的 alpha，或者您是否真的不在乎屏幕的 alpha 通道是什么样子。在大多数渲染情况下，人们并不关心后台缓冲区的 alpha 通道的状态，希望这里是这种情况，我的回答对你有用。

Answer 3

我已经弄清楚了，鉴于这不是我在互联网上其他地方看到的东西，我希望这对其他人有所帮助......

对于第一个混合方程，将四边形 Q 渲染到 T：

问 -> T

color = src * srcAlpha + dst * (1 - srcAlpha)
alpha = 1 * srcAlpha + (1 - srcAlpha) * destAlpha

对于第二个混合方程，T 进入屏幕：

T -> S

color = src * 1 + dst * (1 - srcAlpha)
alpha = doesn't matter as screen alpha isn't used

说明

对于 Q -> T，颜色分量的方程是按照正常的 alpha 混合方程：

color = src * srcAlpha + dst * (1 - srcAlpha)

但是，我们需要确保为第二部分设置了 Alpha 通道。因为我们使用这个混合方程在渲染到 T 时有效地预乘了 Q 的 alpha，所以我们只需要第二阶段的 alpha 来确定渲染 T 时屏幕颜色的暗淡程度，因此 alpha 在第一个等式是：

alpha = 1 * srcAlpha + (1 - srcAlpha) * destAlpha

但我们只使用它来淡化第二个等式中 T 颜色后面的目标颜色（我们使用 1 表示 src 颜色，因为它是由等式 1 预乘的）：

color = src * 1 + dst * (1 - srcAlpha)

在 DirectX 11 中，无论公式 1 用于直接渲染到屏幕还是两个公式都用于渲染到 T 然后屏幕，这给出了相同的结果。

DirectX 11 的代码（适合喜欢真实代码的人）：

第一个方程：

D3D11_BLEND_DESC blend{};

blend.AlphaToCoverageEnable = FALSE;

auto& target = blend.RenderTarget[0];

target.BlendEnable = TRUE;
target.RenderTargetWriteMask = D3D11_COLOR_WRITE_ENABLE_ALL;

target.SrcBlend = D3D11_BLEND_SRC_ALPHA;
target.DestBlend = D3D11_BLEND_INV_SRC_ALPHA;
target.BlendOp = D3D11_BLEND_OP_ADD;

target.SrcBlendAlpha = D3D11_BLEND_ONE;
target.DestBlendAlpha = D3D11_BLEND_INV_SRC_ALPHA;
target.BlendOpAlpha = D3D11_BLEND_OP_ADD;

第二个等式：

D3D11_BLEND_DESC blend{};

blend.AlphaToCoverageEnable = FALSE;

auto& target = blend.RenderTarget[0];

target.BlendEnable = TRUE;
target.RenderTargetWriteMask = D3D11_COLOR_WRITE_ENABLE_ALL;

target.SrcBlend = D3D11_BLEND_ONE;
target.DestBlend = D3D11_BLEND_INV_SRC_ALPHA;
target.BlendOp = D3D11_BLEND_OP_ADD;

target.SrcBlendAlpha = D3D11_BLEND_ZERO;
target.DestBlendAlpha = D3D11_BLEND_ONE;
target.BlendOpAlpha = D3D11_BLEND_OP_ADD;

T 最初被清除为 {0, 0, 0, 0}。