OpenGL入門學(xué)習(xí)——第九課 使用混合來實(shí)現(xiàn)半透明效果

1、OpenGL入門學(xué)習(xí)第9課為了實(shí)現(xiàn)半透明效果而使用混合今天介紹有關(guān)OpenGL混合的基本知識。 混合是一種常見的技術(shù)，通常用于實(shí)現(xiàn)半透明。 但是，實(shí)際上很靈活，可以根據(jù)設(shè)定得到不同的混合結(jié)果，可以生成一些有趣的圖像和奇怪的圖像。混合是什么呢？混合是把兩種顏色混合在一起。 具體地說，通過用某種方法混合某像素位置的原始顏色和將要描繪的顏色，實(shí)現(xiàn)特殊的效果。如果有必要畫一個通過紅色玻璃看到綠色物體的場景，先畫一個綠色物體，然后再畫紅色玻璃。 畫紅色玻璃時，利用“混合”功能，把畫的紅色和原始的綠色混合，得到新的顏色，玻璃看起來半透明。為了使用OpenGL的混合功能，只需調(diào)用glEnable(GL_BL

2、END )即可。要使OpenGL的混合功能無效，只需調(diào)用glDisable(GL_BLEND )即可。注意：混合功能僅在RGBA模式下可用。 在顏色索引模式下，混合功能不可用。一、源因子和目標(biāo)因子如前所述，混合需要找到原來的顏色和今后要描繪的顏色，用某種方法處理得到新的顏色。 這里描繪的顏色稱為“原色”，原來的顏色稱為“目標(biāo)顏色”。OpenGL分別檢索源顏色和目標(biāo)顏色，并將其乘以系數(shù)(與源顏色相乘的系數(shù)稱為源系數(shù)，與目標(biāo)顏色相乘的系數(shù)稱為目標(biāo)系數(shù))。 (也可以不是加法。 新版本的OpenGL能夠設(shè)定加法、減法、取兩者中較大的一方、取兩者中較小的一方、邏輯運(yùn)算等的運(yùn)算方式，但是，由于此處很簡單，

3、所以不對此進(jìn)行討論)。讓我們用數(shù)學(xué)公式來表達(dá)這個計(jì)算方法。 將源色的4個成分(指紅、綠、藍(lán)、值)設(shè)為(Rs、Gs、Bs、As )，將目標(biāo)色的4個成分設(shè)為(Rd、Gd、Bd、Ad )，將源因子設(shè)為(Sr、Sg、Sb、Sa )，將目標(biāo)因子設(shè)為(Dr、Dg、Db、Da 通過混合生成的新顏色表示如下：即(Rs*Sr Rd*Dr，Gs*Sg Gd*Dg，Bs*Sb Bd*Db，As*Sa Ad*Da )當(dāng)然，如果有顏色的成分超過1.0，就會自動剪裁到1.0，而不考慮跨越邊界的問題。源和目標(biāo)可以用glBlendFunc函數(shù)設(shè)置。 glBlendFunc有兩個參數(shù)，前者表示源系數(shù)，后者表示目標(biāo)系數(shù)。 這兩個

4、參數(shù)可以有幾個值。 下面是一些常見的參數(shù).GL_ZERO :表示使用0.0作為系數(shù)，實(shí)際上相當(dāng)于不使用此顏色參加混合運(yùn)算。GL_ONE :表示使用1.0作為因子，實(shí)際上相當(dāng)于完全使用此顏色參加混合運(yùn)算。GL_SRC_ALPHA :表示將源顏色的alpha值用作系數(shù)。GL_DST_ALPHA :指示將目標(biāo)顏色的alpha值用作系數(shù)。gl_one_具有_src_alpha :從源顏色的值減去1.0的值作為系數(shù)。gl_one_具有通過從_dst_alpha:1.0中減去目標(biāo)顏色而獲得的值作為系數(shù)。此外，還存在GL_SRC_COLOR (分別以源色的4個分量為因子的4個分量)、gl_one_所具有的G

5、L_SRC_COLOR、GL_DST_COLOR、gl_one_所具有的GL_DST_COLOR等，最初對于新版本的OpenGL，并沒有此限制，而是設(shè)置一種常量顏色，該顏色包含新的GL_CONST_COLOR分別作為系數(shù))，gl_one_為GL_CONST_COLOR、GL_CONST_ALPHA、GL _ o 還有GL_SRC_ALPHA_SATURATE。 在新版本的OpenGL中，顏色的alpha值和RGB值也可以使用不同的混合系數(shù)。 但是，這不是我們現(xiàn)在應(yīng)該知道的。 結(jié)果，這是入門教材，不需要太復(fù)雜例如，請執(zhí)行以下操作如果選擇了glBlendFunc(GL_ONE，GL_ZERO )，

6、則屏幕效果和不混合的情況會匹配(當(dāng)然，效率可能會稍有降低)，因?yàn)樗耆褂迷搭伾耆皇褂媚繕?biāo)顏色。 如果未設(shè)置源系數(shù)和目標(biāo)系數(shù)，則缺省情況下會設(shè)置。如果設(shè)定了glBlendFunc(GL_ZERO，GL_ONE )，則意味著完全不使用源顏色，所以無論您想畫什么，都不會在最后畫。 (但是，這樣設(shè)置并不是沒有用的，也有特殊的用途。)選擇設(shè)定了glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA，gl_one_是_src_alpha )的情況，將源顏色乘以自己的值，將目標(biāo)顏色乘以1.0，減去源顏色的值在這種情況下，可以很容易地將源顏色的alpha值理解為“不透明度”。 這也是混合時最常用的方法。如果

7、選擇了glBlendFunc(GL_ONE，GL_ONE )，則完全使用源顏色和目標(biāo)顏色，最終顏色實(shí)際上是兩種顏色的簡單相加。 例如，紅色(1，0，0 )加綠色(0，1，0 )會變成黃色。注意：源顏色和目標(biāo)顏色與繪制的順序有關(guān)。 畫紅色物體，在上面畫綠色物體。 綠色是源顏色，紅色是目標(biāo)顏色。 順序相反時，紅色是源顏色，綠色是目標(biāo)顏色。 繪制時，請注意與設(shè)置了源顏色的源系數(shù)和設(shè)置了目標(biāo)顏色的目標(biāo)系數(shù)相對應(yīng)的順序。 不要按混亂的順序被迷惑。二、二維圖形的混合例讓我們看看一個簡單的例子。 可以把兩種不同的顏色混合在一起。 為了便于觀察，畫一個名為glRectf(-1，- 1，0.5，0.5 )的兩個

8、矩形glRectf(-0.5，- 0.5，1，1 )； 的雙曲正切值。 這兩個矩形具有觀察混合效果的區(qū)域。嘗試使用glBlendFunc(GL_ONE，GL_ZERO )。是，結(jié)果與不使用混合時相同。voidmomydisplay(void )舉止glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT )；glEnable(GL_BLEND )glBlendFunc(GL_ONE，GL_ZERO )GL color 4f (1，0，0，0.5 )glRectf(-1，- 1，0.5，0.5 )；GL color 4f (0，1，0，0.5 )glRectf(-0.5，- 0.5，1，1 )；g

9、lutSwapBuffers ()；以下嘗試將glBlendFunc的參數(shù)變更為glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA，gl_one_為_src_alpha )，觀察glBlendFunc(GL_ONE，GL_ONE )效果。 第一個效果和不使用混合的效果相同，后面的圖形會復(fù)蓋先前繪制的圖形。 在第二種情況下，alpha被視為“不透明度”，并設(shè)置為0.5，因此兩個矩形都看起來是半透明的，或可以看到黑色背景。 第三，加上顏色，加上紅色和綠色變成黃色。三、實(shí)現(xiàn)三維混合你可能等不及畫出三維半透明物體的場景了。 但是，現(xiàn)在可能還不行。 另一個是在混合三維場景時必須注意的，即深度緩沖區(qū)。深度緩

10、沖區(qū)是記錄每個像素有多接近觀察者的數(shù)據(jù)。 啟用深度緩沖區(qū)測試后，如果要繪制的像素比原始像素更近，則會繪制像素。 否則，像素將被忽略，不會被繪制。 在繪制不透明物體時是非常有用的，無論是先繪制附近的物體，先繪制遠(yuǎn)處的物體，還是先繪制附近的物體，無論是以混亂的順序繪制，最后的顯示結(jié)果總是附近的物體隱藏遠(yuǎn)處的物體。但是，在需要實(shí)現(xiàn)半透明效果的時候，發(fā)現(xiàn)一切并不是那么美好。 如果描繪近距離的半透明物體，深度緩沖區(qū)中會保留信息，所以無法再描繪遠(yuǎn)處的物體。 半透明物體是半透明的，透過它看是不正確的內(nèi)容。為了解決上述問題，在繪制半透明物體時需要使深度緩沖器為只讀，而即使繪制半透明物體，深度緩沖器也保持原始狀

11、態(tài)。 如果另一個物體出現(xiàn)在半透明物體的后面，則可以畫在不透明物體的前面(因?yàn)樵摬煌该魑矬w的深度被記錄在深度緩沖器中)。 之后，當(dāng)要繪制不透明物體時，深度緩沖區(qū)可以設(shè)置為可讀寫的形式。 嗯？ 怎么畫半透明的不透明的物體呢？這是把物體分成兩部分，一部分是半透明的，一部分是不透明的，只要分別畫就行了。即使使用以上技巧，我們也不能按混亂的順序畫出來。 首先需要畫不透明的物體，其次需要畫透明的物體。 否則，假設(shè)背景為藍(lán)色，附近有紅色玻璃，中間有綠色物體。 如果事先繪制紅色半透明玻璃，會與藍(lán)色背景混合，因此之后在繪制中間的綠色物體時，僅與紅色玻璃混合是無法實(shí)現(xiàn)的?？偠灾?，描繪順序是首先描繪所有不透明的物

12、體。 只要兩個物體都不透明，誰先誰后都行。 然后，將深度緩沖區(qū)設(shè)置為只讀。 接下來，繪制所有半透明的物體。 如果兩個物體都是半透明的，誰先服從誰的意志就好(請注意，第一個畫的是“目標(biāo)顏色”，第二個畫的是“源顏色”。 因此，繪制的順序會影響結(jié)果)。 最后，將深度緩沖區(qū)設(shè)置為可讀寫的格式?？梢詫⒄{(diào)用glDepthMask(GL_FALSE )的深度緩沖區(qū)設(shè)置為只讀。 可以將調(diào)用glDepthMask(GL_TRUE )的深度緩沖區(qū)設(shè)置為可讀寫的格式。一些網(wǎng)絡(luò)上的教程，包括著名的NeHe教程，選擇在使用三維混合時直接禁用深度緩沖區(qū)，即調(diào)用glDisable(GL_DEPTH_TEST )。 這樣做不

13、正確。 如果繪制了不透明物體，然后在后面繪制了半透明物體，則后面的半透明物體不會顯示(隱藏在不透明物體中)，但是如果關(guān)閉了深度緩沖區(qū)，則深度緩沖區(qū)將保持可見并混合。 NeHe說，使用glDepthMask函數(shù)的話，一些顯卡可能有問題，但是由于我的經(jīng)驗(yàn)有限，可能沒有發(fā)現(xiàn)這種情況。那么，實(shí)際演示一下吧。 畫一個半透明不透明的球體吧。 假設(shè)球體是三個，紅色是不透明的，綠色是半透明的，藍(lán)色是半透明的。 紅色最遠(yuǎn)，綠色中間，藍(lán)色最近。 如上所述，紅色不透明的球體必須首先繪制，綠色和藍(lán)色可以自由地重新排序。 在這里，為了表示不注意深度緩沖的設(shè)置的危害，故意畫了最近的藍(lán)色球體，然后畫了綠色球體。為了使這些球

14、體有一點(diǎn)立體感，用光。 將白色光源設(shè)定為(1，1，-1)。 代碼如下所示：void(voidsetlight )舉止靜態(tài)連接位置 = 1.0f，1.0f，-1.0f，1.0f；staticcontglfloatlight _ ambient = 0.2f、0.2f、0.2f、1.0f；staticcontglfloatlight _ diffuse = 1.0f，1.0f，1.0f；staticcontglfloatlight _ specular = 1.0f、1.0f、1.0f、1.0f；glLightfv(GL_LIGHT0，GL_POSITION，light_position )glL

15、ightfv(GL_LIGHT0，GL_AMBIENT，light_ambient )glLightfv(GL_LIGHT0，GL_DIFFUSE，light_diffuse )glLightfv(GL_LIGHT0，GL_SPECULAR，light_specular )glEnable(GL_LIGHT0)glEnable(GL_LIGHTING )glEnable(GL_DEPTH_TEST )以下每個球體顏色不同。 材質(zhì)也不同。 在此，用函數(shù)設(shè)定材質(zhì)。voidsetmatirial (constglflotmat _ diffuse 4、GLfloatmat_shininess )舉止

16、staticcontglfloatat _ specular = 0.0f，0.0f，0.0f，1.0f；staticcontglfloatat _ emission = 0.0f，0.0f，0.0f，1.0f；glMaterialfv(GL_FRONT，GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE，mat_diffuse )glMaterialfv(GL_FRONT，GL_SPECULAR，mat_specular )glMaterialfv(GL_FRONT，GL_EMISSION，mat_emission )glMaterialf(GL_FRONT、GL_SHININESS、mat_shininess )以下有了這兩個函數(shù)，我們就可以基于以前的知識來寫整個程序代碼。 這里只表示描繪的部分，其他部分可以自己做。voidmomydisplay(void )舉止/定義幾種材質(zhì)的顏色conststaticglfloatred _ color = 1.0f，0.0f，0.0f，1.0f；conststaticglfloatgreen _ color = 0.0f，1.0f，0.0f，0.3333f；conststaticglfloatblue _ color = 0.0f，0.0f，1.0f，0.5