一文详解 OpenGL ES 纹理颜色混合

在OpenGL中绘制的时候，有时候想使新画的颜色和已经有的颜色按照一定的方式进行混合。例如：想使物体拥有半透明的效果，或者绘制叠加光亮的效果，这时候就需要用到OpenGLES混合。



如上图所示，为石头墙、绿色矩形、蓝色云彩 三个矩形混合后的展示效果。三个矩形（Z轴深度由深到浅）分别为，石头墙、绿色矩形、蓝色云彩。

一、混合API

在OpenGLES中若使用混合，需要用到API函数方法(Java)：

void glBlendFunc( int srcfactor, int destfactor );

(1) 其OpenGL函数原型为：

void glBlendFunc(GLenum srcfactor, GLenum destfactor);

(2) 其功能为：

控制新画上来的颜色 (source values, RGBA) 和 已经在帧缓冲区中的颜色 (destination values, RGBA) 的混合时源与目标 在最终颜色通道中所占的比例。

(3) 方法参数

• srcfactor：代表源因子，即新画上来的颜色。
  
  该参数由九个枚举型被接受使用：
  
  GL_ZERO,
  
  GL_ONE,
  
  GL_DST_COLOR,
  
  GL_ONE_MINUS_DST_COLOR,
  
  GL_SRC_ALPHA,
  
  GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA,
  
  GL_DST_ALPHA,
  
  GL_ONE_MINUS_DST_ALPHA,
  
  GL_SRC_ALPHA_SATURATE.
• destfactor：代表的是目标因子，即已经在帧缓冲区中的颜色。
  
  该参数由八个枚举型被接受使用：
  
  GL_ZERO,
  
  GL_ONE,
  
  GL_SRC_COLOR,
  
  GL_ONE_MINUS_SRC_COLOR,
  
  GL_SRC_ALPHA,
  
  GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA,
  
  GL_DST_ALPHA,
  
  GL_ONE_MINUS_DST_ALPHA

二、参数含义

• 举个栗子
• 参数含义

2.1 举个栗子

我们先看一个常用混合参数搭配：

// 最常用的混合因子搭配方式
// 即源因子为 GL_SRC_ALPHA 目标因子为 GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA
glBlendFunc(GL30.GL_SRC_ALPHA, GL30.GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);

以上参数搭配方式假设：

• (Sr, Sg, Sb, Sa)代表源颜色src(要绘制的颜色)；
• (Dr, Dg, Db, Da)代表目标颜色Dest(缓冲区中颜色)
  
  如果源因子的不透明度为0.2(透明度0.8)，alpha值的最大值为1，那么源与目标混合后的最终颜色值为：

// 最终颜色值为：0.2*S+0.8*D
// OpenGL ES 最终颜色计算结果如下:
(0.2*Sr+(1-0.2)*Dr , 0.2*Sg+(1-0.2)*Dg , 0.2*Sb+(1-0.2)*Db,0.2*Sa+(1-0.2)*Da)

启用混合与纹理矩形绘制顺序代码举例：

// 开启混合
gl.glEnable(GL10.GL_BLEND);
// 指定混合比例
gl.glBlendFunc(GL10.GL_SRC_ALPHA, GL10.GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);  

// 绘制石头墙纹理矩形
gl.glPushMatrix();
gl.glTranslatef(-0.8f, -0.8f, -0.02f);
wallRect.drawSelf(gl, tex_wall);
gl.glPopMatrix();  

// 绘制绿色纹理矩形
gl.glPushMatrix();
gl.glTranslatef(0, 0, -0.01f);
greenRect.drawSelf(gl, tex_green);
gl.glPopMatrix();  

// 绘制蓝色云彩纹理矩形
gl.glPushMatrix();
gl.glTranslatef(0.8f, 0.8f, 0f);
cloudRect.drawSelf(gl, tex_cloud);
gl.glPopMatrix();`

2.2 参数含义

有了上边的例子，我们再回来看各个参数因子。

假设：

• (Sr, Sg, Sb, Sa)代表源颜色src(要绘制的颜色)；
• (Dr, Dg, Db, Da)代表目标颜色Dest(缓冲区中颜色)；
• (Kr, Kg, Kb, Ka)代表缓冲区中各个通道R, G, B, A的最大值。

那么各个参数因子所代表的值如下表所示：

混合因子	各颜色通道色彩比例值
GL_ZERO	(0,0,0,0)
GL_ONE	(1,1,1,1)
GL_SRC_COLOR	(Sr/Kr, Sg/Kg, Sb/Kb, Sa/Ka)
GL_DST_COLOR	(Dr/Kr, Dg/Kg, Db/Kb, Da/Ka)
GL_ONE_MINUS_SRC_COLOR	(1,1,1,1) - (Sr/Kr,Sg/Kg,Sb/Kb,Sa/Ka)
GL_ONE_MINUS_DST_COLOR	(1,1,1,1) - (Dr/Kr,Dg/Kg,Db/Kb,Da/Ka)
GL_SRC_ALPHA	( Sa/Ka, Sa/Ka, Sa/Ka, Sa/Ka )
GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA	(1,1,1,1) - (Sa/Ka,Sa/Ka,Sa/Ka,Sa/Ka)
GL_DST_ALPHA	( Da/Ka, Da/Ka, Da/Ka, Da/Ka )
GL_ONE_MINUS_DST_ALPHA	(1,1,1,1) - (Da/Ka,Da/Ka,Da/Ka,Da/Ka)
GL_SRC_ALPHA_SATURATE	(min(Sa, Ka, Da)/Ka,min(Sa, Ka, Da)/Ka,min(Sa, Ka, Da)/Ka,1)

三、 几种常用混合方式效果

下边以三张纹理图片在不同混合因子设置下的效果图，对几种常见的混合效果进行举例说明。

• 其中 离摄像机最远的为一张 Alpha=1.0 的石头墙纹理图;
• 其次 为一张 Alpha=0.6 的蓝色云彩纹理图；
• 最后离摄像机最近的为一张 Alpha=0.4的绿色纹理图。

3.1 混合(GL_ONE, GL_ZERO)

源颜色（最后绘制的绿色矩形）参数因子为GL_ONE，目标色（缓冲区中颜色）参数因子为GL_ZERO。

这种参数因子组合混合比例 (1.0, 0.0)：

• 源颜色（最后绘制的绿色矩形）覆盖目标色（缓冲区中颜色）；
• 目标色（缓冲区中颜色）不起作用，

其运行效果如下图所示：

3.2 混合(GL_ONE, GL_ONE)

源颜色（最后绘制的绿色矩形）与 目标色（缓冲区中颜色）均为GL_ONE。

这种参数因子组合混合比例 (1.0, 1.0)：

• 源颜色（最后绘制的绿色矩形）与 目标色（缓冲区中颜色）在混合时，源与目标的色彩通道颜色所占的比例相同。

其运行效果如下图所示：

仔细观察以上效果图，可以看到三张图片叠加部分，几乎为白色。

3.3 混合(GL_ONE, GL_ONE_MINUS_DST_ALPHA)

源颜色（最后绘制的绿色矩形）参数因子为 GL_ONE，目标色（缓冲区中颜色）参数因子为 GL_ONE_MINUS_DST_ALPHA。

这种参数因子组合混合比例 (1.0, 1.0-Da/Ka)：

• 源颜色（最后绘制的绿色矩形）与目标色（缓冲区中颜色），在混合时取源颜色与 (1- Da/Ka)比例进行混合。

其运行效果如下图所示：

观察以上效果图：可以看到最上边绿色矩形占最终混合颜色的比例较高。

三张纹理绘制时：

• 前两张纹理混合时：源颜色为蓝色云彩纹理矩形，目标颜色为石头墙纹理矩形。
  
  由于混合比例为 (1.0, 1.0-Da/Ka)，混合后的最终颜色只显示蓝色云彩纹理矩形（石头墙纹理的ALPHA=1.0，最终石头墙颜色所占的比例 1.0-1.0=0.0，比例为0）。
• 其次绿色纹理矩形与缓冲区中颜色进行混合：源颜色为绿色纹理矩形，目标颜色为缓冲区中颜色。
  
  混合后的最终颜色基本只显示绿色纹理矩形（蓝色云彩纹理矩形的ALPHA=0.6，(1-0.6)云纹理与绿色矩形混合后，几乎看不到云纹理的颜色）。

3.4 混合 (GL_SRC_ALPHA, GL_ONE)

源颜色（最后绘制的绿色矩形）参数因子为 GL_SRC_ALPHA，目标色（缓冲区中颜色）参数因子为 GL_ONE。

这种参数因子组合混合比例 (Sa/Ka, 1.0)：

• 源颜色（最后绘制的绿色矩形）与目标色（缓冲区中颜色），在混合时以源颜色值乘以Sa/Ka与目标颜色值相加。

其运行效果如下图所示：

观察以上效果图，可以看出目标墙面与云纹理混合后墙面纹理颜色值所占比例较高，三个纹理图片叠加部分有些像素点为白色。

3.5 混合 (GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA)

这种方式是最常用的混合方式，源颜色（最后绘制的绿色矩形）参数因子为 GL_SRC_ALPHA，目标色（缓冲区中颜色）参数因子为 GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA。

这种参数因子组合混合比例 (Sa/Ka, 1.0-Sa/Ka)：

• 源颜色（最后绘制的绿色矩形）与 目标色（缓冲区中颜色）在混合时，取源颜色的 (Sa/Ka) 与目标颜色 (1.0-Sa/Ka) 相加计算最终的颜色值。

其运行效果如下图所示：

附案例代码

案例源码下载地址：

https://download.csdn.net/download/aiwusheng/64038379

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