DirectX11编程11 Blend混合

环境：VS2017 语言：C++

总起：

这一章主要对应红龙书的第九章。

工程地址：https://github.com/anguangzhihen/Dx11。主要以Chapter 9_1 Blend Demo作为讲解的基础。

本次的文章主要讲解三个知识点：Blend混合、Clip剪裁、Fog雾的实现。

首先我们不看Dx11中的Blend，我从Unity的常用的混合公式开始说起。

为什么要混合呢？在不透明的世界中混合是没有必要，但是一旦涉及到透明的物体玻璃、水瓶等，就要考虑到当前物体和背景物体是如何进行混合处理的。

最常用的公式：Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha。

意思就是当前物体颜色乘以物体Alpha值，而背景的颜色乘以1减去物体Alpha值，再将两者相加就获得了混合后的结果。

还有一种常用的是在特效上使用的颜色叠加效果公式：Blend SrcAlpha One。

我们来看一下本章能完成的效果：

Blend混合：

上述效果图中水和山就是使用Alpha混合。

关键代码：

// 创建混合状态
D3D11_BLEND_DESC transparentDesc = { 0 };
transparentDesc.AlphaToCoverageEnable = false;
transparentDesc.IndependentBlendEnable = false;
transparentDesc.RenderTarget[0].BlendEnable = true;
transparentDesc.RenderTarget[0].SrcBlend = D3D11_BLEND_SRC_ALPHA;
transparentDesc.RenderTarget[0].DestBlend = D3D11_BLEND_INV_SRC_ALPHA;
transparentDesc.RenderTarget[0].BlendOp = D3D11_BLEND_OP_ADD;
transparentDesc.RenderTarget[0].SrcBlendAlpha = D3D11_BLEND_ONE;
transparentDesc.RenderTarget[0].DestBlendAlpha = D3D11_BLEND_ZERO;
transparentDesc.RenderTarget[0].BlendOpAlpha = D3D11_BLEND_OP_ADD;
transparentDesc.RenderTarget[0].RenderTargetWriteMask = D3D11_COLOR_WRITE_ENABLE_ALL;
HR(device->CreateBlendState(&transparentDesc, &TransparentBS));// DrawScene中进行混合
float blendFactor[] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f };
md3dImmediateContext->OMSetBlendState(RenderStates::TransparentBS, blendFactor, 0xffffffff);
md3dImmediateContext->DrawIndexed(3 * mWaves.TriangleCount(), 0, 0);
md3dImmediateContext->OMSetBlendState(0, blendFactor, 0xffffffff);

我们可以看到类似Unity中的混合公式，没错一模一样。

D3D11_BLEND_DESC:

1.AlphaToCoverageEnable，在开启Multi-sample多重采样时，在透明和不透明之间达到抗锯齿的效果；

2.IndependentBlendEnable，Dx11支持8张RenderTarget的渲染，如果该值为true，则对于每张RenderTarget的渲染单独制定其描述，否则所有RenderTarget都使用第一个描述。

3.RenderTarget，指定描述，即混合公式（唯一要注意的是RenderTargetWriteMask参数可以指定输出颜色）。

ID3D11DeviceContext::OMSetBlendState:

1.pBlendState，设置想要的混合状态；

2.BlendFactor，在混合公式中使用到了D3D11_BLEND_BLEND_FACTOR或D3D11_BLEND_INV_BLEND_FACTOR时作为参考值；

3.SampleMask，强制指定需要的多重采样（如果将第5个bit位改为0，则第5个采样会被禁用，当然此时你必须要有5个以上的采样才行，只有4或以下是没有效果的）。

Clip裁剪：

我们看到效果图中的箱子是中空的，这种效果在片元着色器中使用到了clip技术，判断舍弃Alpha值在0.1以下的像素点。

代码：

// clip透明的部分
bool gAlphaClip = true;
if (gAlphaClip)
{clip(texColor.a - 0.1f);
}

如果clip中的表达式小于0，则会强制舍弃该像素点，并且直接跳过之后代码的执行，所以clip的判断越早执行Shader运行的效率越高。

Fog雾：

这种雾的实现非常简单，是一种类似屏幕的后处理效果，实际场景中是没有具体的雾的。

按照距离，如果物体离相机越远，则该物体混合的雾颜色越多。

具体的计算公式：foggedColor = (1-s)·litColor+s·fogColor。

其中s的计算：s=saturate((dist(p,E)-fogStart)/fogRange)。（saturate相当于clamp(0,1)，dist(p,E)代表相机和像素的距离）

让我们来看看具体的代码：

// 雾
bool gFogEnabled = true;
if (gFogEnabled)
{float fogLerp = saturate((distToEye - gFogPos.x) / gFogPos.y);litColor = lerp(litColor, gFogColor, fogLerp);
}