我們介紹一種叫做混合（blending）的技術，它允許我們混合像素，我們通常用已經光柵化的像素光柵化同一位置的像素。換句話說就是我們在圖元上混合圖元，這種技術允許我們完成多種特效。
觀察圖7.1，我們將一個紅色的茶壺繪制在一個木質背景上。
假設想讓茶壺有一個透明度，以便我們能夠透過茶壺看見背景（如圖7.2）。
我們怎樣才能實現這個效果呢？我們只需要在木箱子上光柵化茶壺三角形，我們需要結合像素顏色，就象通過茶壺顯示木箱那樣來計算茶壺的像素顏色。結合像素值的意思就是用以前寫過的目標像素值去估算源像素值這被叫做混合。注意混合的效果不僅僅象是玻璃透明一樣。我們有很多選項來指定顏色是怎樣被混合的，就象7.2部分中看到的一樣。
這是很重要的，認識三角形普遍利用以前寫入后緩存中的像素來與之混合來光柵化。在示例圖片中，木箱圖片首先被畫出來且它的像素在后緩存中。我們然后繪制茶壺，以便用木箱的像素來混合茶壺的像素。因此，當使用混合時，下面的規則將被遵循：
規則：首先不使用混合繪制物體。然后根據物體離攝象機的距離使用混合對物體揀選；這是非常有效的處理，假如物體是在視圖坐標中，那么你能夠利用z分量簡單地揀選。最后使用從后到前的順序混合繪制物體。
下面的公式是用來混合兩個像素值的：
上面的所有變量都是一個4D顏色向量（r,g,b,a），并且叉號表示分量相乘。
OutputPixel——混合后的像素結果。
SourcePixel——通常被計算的像素，它是利用在后緩存中的像素來被混合的。
SourceBlendFactor——在[0，1]范圍內的一個值。它指定源像素在混合中的百分比。
DestPixel——在后緩存中的像素。
DestBlendFactor——在[0，1]范圍內的一個值。它指定目的像素在混合中的百分比。
源和目的混合要素使我們能夠按照多種途徑改變原始源和目的像素，允許實現不同的效果。7.2節列舉了能夠被使用的預先確定的值。
混合默認是被關閉的；你能夠通過設置D3DRS_ALPHABLENDENABLE渲染狀態為true來開啟它：
|
Device->SetRenderState(D3DRS_ALPHABLENDENABLE,
true);
|
通過設置不同的源和目的要素，我們能夠創造很多不同的混合效果。通過實驗，使用不同的組合看看它們到底能實現什么效果。你能夠通過設置D3DRS_SRCBLEND和D3DRS_DESTBLEND渲染狀態來分別設置源混合要素和目的混合要素。
Sets a single device render-state parameter.
HRESULT SetRenderState(
D3DRENDERSTATETYPE State,
DWORD Value
);
Parameters
- State
- [in] Device state variable that is being modified.
This parameter can be any member of the D3DRENDERSTATETYPE enumerated type.
- Value
- [in] New value for the device render state to be
set. The meaning of this parameter is dependent on the value specified for
State. For example, if State were D3DRS_SHADEMODE, the second
parameter would be one member of the D3DSHADEMODE enumerated type.
Return Values
If the method succeeds, the return value is D3D_OK.
D3DERR_INVALIDCALL is returned if one of the arguments is invalid.
例如我們可以這樣寫：
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Device->SetRenderState(D3DRS_SRCBLEND, Source);
Device->SetRenderState(D3DRS_DESTBLEND, Destination);
|
這里Source和Destination能夠使用下面混合要素中的一個：
-
D3DBLEND_ZERO—blendFactor=(0,
0, 0, 0)
-
D3DBLEND_ONE—blendFactor=(1,
1, 1, 1)
-
D3DBLEND_SRCCOLOR—blendFactor=(rs,
gs, bs, as)
-
D3DBLEND_INVSRCCOLOR—blendFactor=(1
-rs, 1 -gs,
1 - bs, 1-as)
-
D3DBLEND_SRCALPHA—blendFactor=(as,
as, as, as)
-
D3DBLEND_INVSRCALPHA—blendFactor=(1
- as, 1 - as,
1 - as, 1 - as)
-
D3DBLEND_DESTALPHA—blendFactor=(ad,
ad, ad, ad)
-
D3DBLEND_INVDESTALPHA—blendFactor=(1
- ad, 1 - ad,
1 - ad, 1 - ad)
-
D3DBLEND_DESTCOLOR—blendFactor=(rd,
gd, bd, ad)
-
D3DBLEND_INVDESTCOLOR—blendFactor=(1
-rd, 1 -gd,
1 -bd, 1-ad)
-
D3DBLEND_SRCALPHASAT—blendFactor=(f,
f, f, 1), where f=min(as,
1 -ad)
-
D3DBLEND_BOTHINVSRCALPHA—This
blend mode sets the source blend factor to (1 - as, 1 -
as, 1 - as,
1- as) and the destination blend
factor to (as, as, as,
as). This blend mode is only valid for
D3DRS_SRCBLEND.
源和目的混合要素的默認值分別是D3DBLEND_SRCALPHA和D3DBLEND_INVSRCALPHA。
在以前的章節中我們忽略了顏色頂點和材質中的alpha部分，那是因為當時它并不是必須的，現在它首先被用在混合中。
Alpha部分主要是用來指定像素的透明等級。我們為每個像素的alpha部分保留8位，alpha的有效值在[0,255]范圍內，[0,255]代表不透明度[0%,100%]。因此，像素的alpha為0時，表示完全透明，像素的alpha為128時，表示50%透明，像素的alpha為255時，表示完全不透明。
為了讓alpha部分描述像素的透明等級，我們必須設置源混合要素為D3DBLEND_SRCALPHA以及目的混合要素為D3DBLEND_INVSRCALPHA。這些值碰巧也是被默認設置的。
7.3.1Alpha通道
代替使用Alpha部分來計算遮影，我們能夠從紋理的alpha通道中得到alpha信息。Alpha通道是額外的設置位，用它來保存每一個點的alpha值。當一個紋理被映射到一個圖元上時，在alpha通道中的alpha信息也被映射，并且它們利用alpha信息為每個像素賦予紋理。圖7.3顯示了一個帶8位alpha通道的圖片。
圖7.4顯示的是一個利用alpha通道指定透明度來渲染的一個紋理方塊。
7.3.2指定Alpha資源
默認情況下，設置一個有alpha通道的紋理，alpha值從在alpha通道中獲得。假如沒有alpha通道，那么alpha值是通過頂點顏色獲得。
Sets the state value for the currently assigned
texture.
HRESULT SetTextureStageState(
DWORD Stage,
D3DTEXTURESTAGESTATETYPE Type,
DWORD Value
);
Parameters
- Stage
- [in] Stage identifier of the texture for which the
state value is set. Stage identifiers are zero-based. Devices can have up to
eight set textures, so the maximum value allowed for Stage is 7.
- Type
- [in] Texture state to set. This parameter can be
any member of the D3DTEXTURESTAGESTATETYPE enumerated type.
- Value
- [in] State value to set. The meaning of this value
is determined by the Type parameter.
Return Values
If the method succeeds, the return value is D3D_OK. If
the method fails, the return value can be D3DERR_INVALIDCALL.
然而，你能夠通過下面的渲染狀態來指定使用哪一個資源：
|
// compute
alpha from diffuse colors during shading
Device->SetTextureStageState(0, D3DTSS_ALPHAARG1, D3DTA_DIFFUSE);
Device->SetTextureStageState(0, D3DTSS_ALPHAOP, D3DTOP_SELECTARG1);
// take alpha
from alpha channel
Device->SetTextureStageState(0, D3DTSS_ALPHAARG1, D3DTA_TEXTURE);
Device->SetTextureStageState(0, D3DTSS_ALPHAOP, D3DTOP_SELECTARG1);
|
7.5實例程序：透明度
這個實例程序是在一個木箱背景上繪制一個透明的茶壺，就象圖7.2所顯示的一樣。在這個例子中alpha值是從材質中得到。應用程序允許我們通過按A或S鍵來增加/減少alpha的值。
使用混合的必要步驟是：
1. 設置混合要素D3DRS_SRCBLEND
和
D3DRS_DESTBLEND。
2. 假如你使用alpha部分，指定資源（材質或alpha通道）。
3. 允許alpha混合渲染狀態。
/**************************************************************************************
Renders a semi transparent teapot using alpha blending.
In this sample, the alpha is taken from the material's diffuse alpha value.
You can increase the opaqueness with the 'A' key and can descrease it with the 'S' key.
**************************************************************************************/
#include "d3dUtility.h"
#pragma warning(disable : 4100)
class cTextureVertex
{
public:
float m_x, m_y, m_z;
float m_nx, m_ny, m_nz;
float m_u, m_v; // texture coordinates
cTextureVertex() { }
cTextureVertex(float x, float y, float z,
float nx, float ny, float nz,
float u, float v)
{
m_x = x; m_y = y; m_z = z;
m_nx = nx; m_ny = ny; m_nz = nz;
m_u = u; m_v = v;
}
};
const DWORD TEXTURE_VERTEX_FVF = D3DFVF_XYZ | D3DFVF_NORMAL | D3DFVF_TEX1;
const int WIDTH = 640;
const int HEIGHT = 480;
IDirect3DDevice9* g_d3d_device;
ID3DXMesh* g_teapot_mesh;
D3DMATERIAL9 g_teapot_material;
IDirect3DVertexBuffer9* g_back_vb;
IDirect3DTexture9* g_back_texture;
D3DMATERIAL9 g_back_material;
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
bool setup()
{
// init materials
g_teapot_material = RED_MATERIAL;
g_teapot_material.Diffuse.a = 0.5f; // set alpha to 50% opacity
g_back_material = WHITE_MATERIAL;
D3DXCreateTeapot(g_d3d_device, &g_teapot_mesh, NULL);
// create the background quad
g_d3d_device->CreateVertexBuffer(6 * sizeof(cTextureVertex), D3DUSAGE_WRITEONLY, TEXTURE_VERTEX_FVF,
D3DPOOL_MANAGED, &g_back_vb, NULL);
cTextureVertex* vertices;
g_back_vb->Lock(0, 0, (void**)&vertices, 0);
// quad built from two triangles, note texture coordinate.
vertices[0] = cTextureVertex(-10.0f, -10.0f, 5.0f, 0.0f, 0.0f, -1.0f, 0.0f, 1.0f);
vertices[1] = cTextureVertex(-10.0f, 10.0f, 5.0f, 0.0f, 0.0f, -1.0f, 0.0f, 0.0f);
vertices[2] = cTextureVertex( 10.0f, 10.0f, 5.0f, 0.0f, 0.0f, -1.0f, 1.0f, 0.0f);
vertices[3] = cTextureVertex(-10.0f, -10.0f, 5.0f, 0.0f, 0.0f, -1.0f, 0.0f, 1.0f);
vertices[4] = cTextureVertex( 10.0f, 10.0f, 5.0f, 0.0f, 0.0f, -1.0f, 1.0f, 0.0f);
vertices[5] = cTextureVertex( 10.0f, -10.0f, 5.0f, 0.0f, 0.0f, -1.0f, 1.0f, 1.0f);
g_back_vb->Unlock();
// setup a directional light
D3DLIGHT9 light;
ZeroMemory(&light, sizeof(light));
light.Type = D3DLIGHT_DIRECTIONAL;
light.Diffuse = WHITE;
light.Specular = WHITE * 0.2f;
light.Ambient = WHITE * 0.6f;
light.Direction = D3DXVECTOR3(0.707f, 0.0f, 0.707f);
g_d3d_device->SetLight(0, &light);
g_d3d_device->LightEnable(0, TRUE);
g_d3d_device->SetRenderState(D3DRS_NORMALIZENORMALS, TRUE);
g_d3d_device->SetRenderState(D3DRS_SPECULARENABLE, TRUE);
// create the texture and set filters
D3DXCreateTextureFromFile(g_d3d_device, "crate.jpg", &g_back_texture);
g_d3d_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MAGFILTER, D3DTEXF_LINEAR);
g_d3d_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MINFILTER, D3DTEXF_LINEAR);
g_d3d_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MIPFILTER, D3DTEXF_POINT);
// set alpha blending states
// use alhpa in material's diffuse component for alpha
g_d3d_device->SetTextureStageState(0, D3DTSS_ALPHAARG1, D3DTA_DIFFUSE);
g_d3d_device->SetTextureStageState(0, D3DTSS_ALPHAOP, D3DTOP_SELECTARG1);
// set blending factors so that alpha component determines transparency
g_d3d_device->SetRenderState(D3DRS_SRCBLEND, D3DBLEND_SRCALPHA);
g_d3d_device->SetRenderState(D3DRS_DESTBLEND, D3DBLEND_INVSRCALPHA);
// set camera
D3DXVECTOR3 pos(0.0f, 0.0f, -3.0f);
D3DXVECTOR3 target(0.0f, 0.0f, 0.0f);
D3DXVECTOR3 up(0.0f, 1.0f, 0.0f);
D3DXMATRIX view_matrix;
D3DXMatrixLookAtLH(&view_matrix, &pos, &target, &up);
g_d3d_device->SetTransform(D3DTS_VIEW, &view_matrix);
// set the projection matrix
D3DXMATRIX proj;
D3DXMatrixPerspectiveFovLH(&proj, D3DX_PI * 0.5f, (float)WIDTH/HEIGHT, 1.0f, 1000.0f);
g_d3d_device->SetTransform(D3DTS_PROJECTION, &proj);
return true;
}
void cleanup()
{
safe_release<IDirect3DVertexBuffer9*>(g_back_vb);
safe_release<IDirect3DTexture9*>(g_back_texture);
safe_release<ID3DXMesh*>(g_teapot_mesh);
}
bool display(float time_delta)
{
// increase/decrease alpha via keyboard input
if(GetAsyncKeyState('A') & 0x8000f)
g_teapot_material.Diffuse.a += 0.01f;
if(GetAsyncKeyState('S') & 0x8000f)
g_teapot_material.Diffuse.a -= 0.01f;
// force alpha to [0, 1] interval
if(g_teapot_material.Diffuse.a > 1.0f)
g_teapot_material.Diffuse.a = 1.0f;
if(g_teapot_material.Diffuse.a < 0.0f)
g_teapot_material.Diffuse.a = 0.0f;
// render now
g_d3d_device->Clear(0, NULL, D3DCLEAR_TARGET | D3DCLEAR_ZBUFFER, 0x00000000, 1.0f, 0);
g_d3d_device->BeginScene();
// draw the background
D3DXMATRIX world_matrix;
D3DXMatrixIdentity(&world_matrix);
g_d3d_device->SetTransform(D3DTS_WORLD, &world_matrix);
g_d3d_device->SetFVF(TEXTURE_VERTEX_FVF);
g_d3d_device->SetStreamSource(0, g_back_vb, 0, sizeof(cTextureVertex));
g_d3d_device->SetMaterial(&g_back_material);
g_d3d_device->SetTexture(0, g_back_texture);
g_d3d_device->DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLELIST, 0, 2);
// draw the teapot
g_d3d_device->SetRenderState(D3DRS_ALPHABLENDENABLE, TRUE);
D3DXMatrixScaling(&world_matrix, 1.5f, 1.5f, 1.5f);
g_d3d_device->SetTransform(D3DTS_WORLD, &world_matrix);
g_d3d_device->SetMaterial(&g_teapot_material);
g_d3d_device->SetTexture(0, NULL);
g_teapot_mesh->DrawSubset(0);
g_d3d_device->SetRenderState(D3DRS_ALPHABLENDENABLE, FALSE);
g_d3d_device->EndScene();
g_d3d_device->Present(NULL, NULL, NULL, NULL);
return true;
}
LRESULT CALLBACK wnd_proc(HWND hwnd, UINT msg, WPARAM word_param, LPARAM long_param)
{
switch(msg)
{
case WM_DESTROY:
PostQuitMessage(0);
break;
case WM_KEYDOWN:
if(word_param == VK_ESCAPE)
DestroyWindow(hwnd);
break;
}
return DefWindowProc(hwnd, msg, word_param, long_param);
}
int WINAPI WinMain(HINSTANCE inst, HINSTANCE, PSTR cmd_line, int cmd_show)
{
if(! init_d3d(inst, WIDTH, HEIGHT, true, D3DDEVTYPE_HAL, &g_d3d_device))
{
MessageBox(NULL, "init_d3d() - failed.", 0, MB_OK);
return 0;
}
if(! setup())
{
MessageBox(NULL, "Steup() - failed.", 0, MB_OK);
return 0;
}
enter_msg_loop(display);
cleanup();
g_d3d_device->Release();
return 0;
}
setup方法指定alpha值的獲取資源。在這個例子中，我們通過材質指定alpha值。注意我們設置茶壺的材質alpha部分為0.5，也就是說茶壺將按照50%的透明度被渲染。我們在這里也要設置混合要素。要注意的是在這個方法中我們不能將alpha混合設置為啟用。理由是alpha混合要進行額外的處理并且應該僅在需要用時才被使用。舉例，在這個例子中只有茶壺需要用允許alpha混合來被渲染——而方塊不需要。因此，我們在display函數中啟用alpha混合。
在Display函數中，我們檢測假如A或S鍵被按下那么就通過增加或減少材質的alpha值來反饋。注意這個方法要保證alpha值不會超出[0,1]的范圍。我們然后渲染背景。最后，我們啟用alpha混合，利用alpha混合來渲染茶壺，關閉alpha混合。
截圖：
下載源程序