渲染具有透明度的纹理时 OpenGL 不需要的像素

Question

我已经为这个问题苦苦挣扎了一段时间。当我使用 OpenGL 渲染 2D 纹理时，这些纹理在无透明度和某些透明度之间的过渡中具有透明度值，我得到一些恼人的灰色像素，我认为这是像素值插值的产物。关于如何改进它的任何想法？

我附上一张图片来举例说明我在说什么：

并不是说我认为它会有所作为，但我正在使用 Qt 来创建 QGLWidget 和 C++。

已解决：

我已经尝试解决这个问题一段时间了。我尝试使用带有预乘 alpha 通道的图像，对颜色和 alpha 使用单独的混合函数......对我来说没有任何效果，我可能做错了，我不知道。对我来说，使用 Anti-Aliasing 导出 .png 图像：Type Optimized (Hinted) 在 Adob​​e Illustrator 上并使用 glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA)

希望这可以帮助其他有同样问题的人:)

再次感谢您的遮阳篷。

Answer 1

简短回答：Nicol Bolas 是对的，您应该研究预乘 alpha，以下是解释原因的数学。

为什么它不能正常工作

以下是非预乘 alpha 的工作原理。

当您将具有颜色和 alpha (C_S, α_S) 的源纹理合成到目标 (C_D, αD)，得到公式：

C = α_S C_S + (1 - α_S) C_D

现在，如果我们有第二层纹理，首先是 (C₁, α₁)，然后是 (C₂, α₂)，我们得到公式：

C = α₂ C₂ + (1 - α₂) (α₁ C₁ + (1 - α₁) C_D)

如果我们想用预先合成的纹理一步完成，就像渲染到纹理的方式一样，我们需要重新排列这个公式以匹配原始公式：

C = (α₂ C₂ + (1 - α₂) α₁ C₁) + (1 - α₂) (1 - α₁) C_D

α_S C_S = α₂ C₂ + (1 - α_{2) α1 C1}

(1 - α_S) C_D = (1 - α₂) (1 - α₁) C_D

我们可以求解α_S：

α_S = 1 - (1 - α₁) (1 - α₂) = α₁ + α₂ - α₁ α₂

但是当我们随后求解 C_S 时：

C_S = (α₂ C₂ + (1 - α₂) α ₁ C₁) / (α₁ + α₂ - α₁ α ₂)

没有 OpenGL 混合模式可以让我们正确计算 C_S。

如果 alpha 被预乘怎么办？

预乘 alpha 混合的公式不同：

C = C_S + (1 - α_S) C_D

有两个纹理，

C = C₂ + (1 - α₂) (C₁ + (1 - α₁) C_D)

当我们重新排列以匹配第一个公式时，我们得到：

C = C₂ + (1 - α₂) C₁ + (1 - α₂ ) (1 - α₁) C_D

然后我们解决：

α_S = 1 - (1 - α₁) (1 - α₂) = α₁ + α₂ - α₁ α₂

C_S = C₂ + (1 - α₂) C₁

这与：

glBlendFunc(GL_ONE, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);

因此，如果您对所有纹理使用预乘 Alpha，那么所有数学运算都会完美运行，您不必担心这些问题。只需在任何地方使用相同的混合函数，在任何地方使用预乘 alpha，您就可以按照您喜欢的任何顺序合成事物。

预乘 alpha 也正确插值，非预乘 alpha 并非如此，但这是一个单独的问题。

总结

预乘合成运算符是关联的，这意味着您可以按照您想要的方式将一堆图层压缩成一个纹理。

如果没有预乘的 alpha，数学就不会按照你想要的方式进行。