【DirectX11】【学习笔记（10）】混合
今天我们学习一下如何给图元增加一点混合效果，这样看起来会更透明。
混合等式
D3D中的混合效果和把render target上的像素与在它之前的透明图元用混合等式执行像素融合
(FC) - Final Color
(SP) - Source Pixel
(DP) - Destination Pixel
(SBF) - Source Blend Factor
(DBF) - Destination Blend Factor
(FA) - Final Alpha
(SA) - Source Alpha
(DA) - Destination Alpha
(+) - Binaray Operator described below
(X) - Cross Multiply MatricesD3D主要使用两种不同的等式，一个是针对颜色，一个是针对透明度（alpha），我们可以同时处理这两个不同的等式实现效果。
(FC) = (SP) (X) (SBF) (+) (DP) (X) (DPF)(FA) = (SA)(SBF) (+) (DA)(DBF)The binary (+) operator can be one of the following:
typedef enum D3D11_BLEND_OP {D3D11_BLEND_OP_ADD = 1,D3D11_BLEND_OP_SUBTRACT = 2,D3D11_BLEND_OP_REV_SUBTRACT = 3,D3D11_BLEND_OP_MIN = 4,D3D11_BLEND_OP_MAX = 5
} D3D11_BLEND_OP;SBF和DBF混合因子是D3D11_BLEND枚举值类型。
typedef enum D3D11_BLEND {D3D11_BLEND_ZERO = 1,D3D11_BLEND_ONE = 2,D3D11_BLEND_SRC_COLOR = 3,D3D11_BLEND_INV_SRC_COLOR = 4,D3D11_BLEND_SRC_ALPHA = 5,D3D11_BLEND_INV_SRC_ALPHA = 6,D3D11_BLEND_DEST_ALPHA = 7,D3D11_BLEND_INV_DEST_ALPHA = 8,D3D11_BLEND_DEST_COLOR = 9,D3D11_BLEND_INV_DEST_COLOR = 10,D3D11_BLEND_SRC_ALPHA_SAT = 11,D3D11_BLEND_BLEND_FACTOR = 14,D3D11_BLEND_INV_BLEND_FACTOR = 15,D3D11_BLEND_SRC1_COLOR = 16,D3D11_BLEND_INV_SRC1_COLOR = 17,D3D11_BLEND_SRC1_ALPHA = 18,D3D11_BLEND_INV_SRC1_ALPHA = 19
} D3D11_BLEND;D3D11_BLEND_ZERO - 数据是黑色
D3D11_BLEND_ONE - 数据是白色
D3D11_BLEND_SRC_COLOR - 数据来源于PS着色器中的RGB（PS中的数据，就是混合等式中被添加的部分）
D3D11_BLEND_INV_SRC_COLOR - 数据来源于PS着色器中的RGB，但是有预处理，结果为1-RGB
D3D11_BLEND_SRC_ALPHA - 数据为PS中的A值
D3D11_BLEND_INV_SRC_ALPHA - PS中的1-A值
D3D11_BLEND_DEST_ALPHA - 数据来自已经存在render target上的A值
D3D11_BLEND_INV_DEST_ALPHA - 数据来自已经存在render target上的1-A值
D3D11_BLEND_DEST_COLOR - 数据来自已经存在render target上的RGB值
D3D11_BLEND_INV_DEST_COLOR - 数据来自已经存在render target上的1- RGB值
D3D11_BLEND_SRC_ALPHA_SAT - 数据来自源于PS着色器中的A，但是blend操作会把数据缩小到1及以下
D3D11_BLEND_BLEND_FACTOR - 数据来源于ID3D10Device::OMSetBlendState函数中设置的belnd factor
D3D11_BLEND_INV_BLEND_FACTOR -同上，结果为1-factor
D3D11_BLEND_SRC1_COLOR - 两个数据都是由PS产生，这个操作支持两个源数据颜色混合，而不是把一个PS上的数据与rendertarget混合
D3D11_BLEND_INV_SRC1_COLOR - 同上，结果为1-RGB
D3D11_BLEND_SRC1_ALPHA - 同上结果为A
D3D11_BLEND_INV_SRC1_ALPHA - 同上，结果为1-A
了解了混合等式之后，我们就要创建我们的混合描述信息了
typedef struct D3D11_BLEND_DESC {BOOL AlphaToCoverageEnable;BOOL IndependentBlendEnable;D3D11_RENDER_TARGET_BLEND_DESC RenderTarget[8];
} D3D11_BLEND_DESC;AlphaToCoverageEnable - 多重采样在这里很有用，现在只是将它设为true
IndependentBlendEnable - 我们能够一次和多个render target进行混合，最多为8个，设为false默认与第一个进行混合
RenderTarget[8] - 数组中的每一个结构体都是一个对render target 的blending描述
typedef struct D3D11_RENDER_TARGET_BLEND_DESC {BOOL BlendEnable;D3D11_BLEND SrcBlend;D3D11_BLEND DestBlend;D3D11_BLEND_OP BlendOp;D3D11_BLEND SrcBlendAlpha;D3D11_BLEND DestBlendAlpha;D3D11_BLEND_OP BlendOpAlpha;UINT8 RenderTargetWriteMask;
} D3D11_RENDER_TARGET_BLEND_DESC;BlendEnable - 是否能进行混合
SrcBlend - 等式中的SBF，可以设为D3D11_BLEND 中的一个
DestBlend - DBF，同上
BlendOp - D3D11_BLEND_OP 枚举值
SrcBlendAlpha - SBF（alpha channel），D3D11_BLEND 枚举值
DestBlendAlpha - DBF，同上
BlendOpAlpha - 这里我们设为D3D10_BLEND_OP 枚举值
RenderTargetWriteMask - 指定要混合的channel
typedef enum D3D11_COLOR_WRITE_ENABLE {D3D11_COLOR_WRITE_ENABLE_RED = 1,D3D11_COLOR_WRITE_ENABLE_GREEN = 2,D3D11_COLOR_WRITE_ENABLE_BLUE = 4,D3D11_COLOR_WRITE_ENABLE_ALPHA = 8,D3D11_COLOR_WRITE_ENABLE_ALL = ( D3D11_COLOR_WRITE_ENABLE_RED | D3D11_COLOR_WRITE_ENABLE_GREEN | D3D11_COLOR_WRITE_ENABLE_BLUE | D3D11_COLOR_WRITE_ENABLE_ALPHA )
} D3D11_COLOR_WRITE_ENABLE;Transparent Object's Depth Order.
当我们想要看到一个透明物体的背面的时候，我们可能会遇到一点问题。
当我们执行blend的时候，我们先假设此时render target上已经存在像素（被渲染好的物体）了。
先渲染不透明的物体，再渲染透明的物体，这一点很重要，下面就是我们的问题
eg:当我们第一次渲染框时，绕第二个盒子运行的第一个盒子开始于第二个盒子之后，并在代码中首先渲染。因此，当渲染第二个盒子时，它能够与第一个盒子混合，因为第一个盒子已经在渲染目标上。但是，当第一个盒子围绕第二个盒子旋转，并且位于第二个盒子的前面时，它将不会与第二个盒子混合
为了解决这个问题，我们需要每帧都计算物体到相机的距离，来决定先渲染哪个物体
除此之外，我们还有一些其他的问题，D3D是默认裁剪掉逆时针的平面，也就是说，当一个三角形面对摄像机是逆时针绘制的，即不可见。所以我们一般看不到背面，所以当绘制了Box的前面的时候，就不能和背面进行混合，因为背面其实看不到。
如果我们更改裁剪顺序，也不能满足我们的问题，此外，如果同一个box的一个距离相机更近的面先被绘制，他们就不能和其他面进行混合。所以一个box的面有时候不透明，有时候不可见
为了解决上面这个问题，我们需要绘制box两次，这样我们就能看的到背面，并且绘制前面的时候，背面已经在render target上了
首先我们要创建两个render states，一个顺时针，一个逆时针。
然后我们先用逆时针绘制一遍，因为我们的面试顺时针的，这样就能把box内部的面绘制出来（从里面看是逆时针的）
上述问题搞定了之后，我们开始写本节的代码
Global Declarations
ID3D11BlendState* Transparency;
ID3D11RasterizerState* CCWcullMode;
ID3D11RasterizerState* CWcullMode;Clean Up
别忘了删除指针
Transparency->Release();CCWcullMode->Release();CWcullMode->Release();The Blending Equation
首先我们要创建render target blending desc，然后创建blend desc（结构太多，要看仔细，不然容易搞混）
D3D11_BLEND_DESC blendDesc;
ZeroMemory( &blendDesc, sizeof(blendDesc) );D3D11_RENDER_TARGET_BLEND_DESC rtbd;
ZeroMemory( &rtbd, sizeof(rtbd) );rtbd.BlendEnable = true;
rtbd.SrcBlend = D3D11_BLEND_SRC_COLOR;
rtbd.DestBlend = D3D11_BLEND_BLEND_FACTOR;
rtbd.BlendOp = D3D11_BLEND_OP_ADD;
rtbd.SrcBlendAlpha = D3D11_BLEND_ONE;
rtbd.DestBlendAlpha = D3D11_BLEND_ZERO;
rtbd.BlendOpAlpha = D3D11_BLEND_OP_ADD;
rtbd.RenderTargetWriteMask = D3D10_COLOR_WRITE_ENABLE_ALL;blendDesc.AlphaToCoverageEnable = false;
blendDesc.RenderTarget[0] = rtbd;d3d11Device->CreateBlendState(&blendDesc, &Transparency);CW & CCW Culling
为了绘制两遍，我们要创建两个RSstate
这部分的内容我们之前已经讲过一些
D3D11_RASTERIZER_DESC cmdesc;
ZeroMemory(&cmdesc, sizeof(D3D11_RASTERIZER_DESC));cmdesc.FillMode = D3D11_FILL_SOLID;
cmdesc.CullMode = D3D11_CULL_BACK;cmdesc.FrontCounterClockwise = true;
hr = d3d11Device->CreateRasterizerState(&cmdesc, &CCWcullMode);cmdesc.FrontCounterClockwise = false;
hr = d3d11Device->CreateRasterizerState(&cmdesc, &CWcullMode);DrawScene() Function
最后就是利用blend等式和创建好的RS state来进行绘制啦，别忘了实时计算物体到相机的位置
void DrawScene()
{//Clear our backbufferfloat bgColor[4] = {(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f)};d3d11DevCon->ClearRenderTargetView(renderTargetView, bgColor);//Refresh the Depth/Stencil viewd3d11DevCon->ClearDepthStencilView(depthStencilView, D3D11_CLEAR_DEPTH|D3D11_CLEAR_STENCIL, 1.0f, 0);///**************new**************//"fine-tune" the blending equationfloat blendFactor[] = {0.75f, 0.75f, 0.75f, 1.0f};//Set the default blend state (no blending) for opaque objectsd3d11DevCon->OMSetBlendState(0, 0, 0xffffffff);//Render opaque objects////Set the blend state for transparent objectsd3d11DevCon->OMSetBlendState(Transparency, blendFactor, 0xffffffff);//*****Transparency Depth Ordering*****////Find which transparent object is further from the camera//So we can render the objects in depth order to the render target//Find distance from first cube to cameraXMVECTOR cubePos = XMVectorZero();cubePos = XMVector3TransformCoord(cubePos, cube1World);float distX = XMVectorGetX(cubePos) - XMVectorGetX(camPosition);float distY = XMVectorGetY(cubePos) - XMVectorGetY(camPosition);float distZ = XMVectorGetZ(cubePos) - XMVectorGetZ(camPosition);float cube1Dist = distX*distX + distY*distY + distZ*distZ;//Find distance from second cube to cameracubePos = XMVectorZero();cubePos = XMVector3TransformCoord(cubePos, cube2World);distX = XMVectorGetX(cubePos) - XMVectorGetX(camPosition);distY = XMVectorGetY(cubePos) - XMVectorGetY(camPosition);distZ = XMVectorGetZ(cubePos) - XMVectorGetZ(camPosition);float cube2Dist = distX*distX + distY*distY + distZ*distZ;//If the first cubes distance is less than the second cubesif(cube1Dist < cube2Dist){//Switch the order in which the cubes are drawnXMMATRIX tempMatrix = cube1World;cube1World = cube2World;cube2World = tempMatrix;}///**************new**************//Set the WVP matrix and send it to the constant buffer in effect fileWVP = cube1World * camView * camProjection;cbPerObj.WVP = XMMatrixTranspose(WVP); d3d11DevCon->UpdateSubresource( cbPerObjectBuffer, 0, NULL, &cbPerObj, 0, 0 );d3d11DevCon->VSSetConstantBuffers( 0, 1, &cbPerObjectBuffer );d3d11DevCon->PSSetShaderResources( 0, 1, &CubesTexture );d3d11DevCon->PSSetSamplers( 0, 1, &CubesTexSamplerState );///**************new**************//Counter clockwise culling first because we need the back side of//the cube to be rendered first, so the front side can blend with itd3d11DevCon->RSSetState(CCWcullMode);///**************new**************//Draw the first cubed3d11DevCon->DrawIndexed( 36, 0, 0 );///**************new**************d3d11DevCon->RSSetState(CWcullMode);d3d11DevCon->DrawIndexed( 36, 0, 0 );///**************new**************WVP = cube2World * camView * camProjection;cbPerObj.WVP = XMMatrixTranspose(WVP); d3d11DevCon->UpdateSubresource( cbPerObjectBuffer, 0, NULL, &cbPerObj, 0, 0 );d3d11DevCon->VSSetConstantBuffers( 0, 1, &cbPerObjectBuffer );d3d11DevCon->PSSetShaderResources( 0, 1, &CubesTexture );d3d11DevCon->PSSetSamplers( 0, 1, &CubesTexSamplerState );///**************new**************d3d11DevCon->RSSetState(CCWcullMode);///**************new**************//Draw the second cubed3d11DevCon->DrawIndexed( 36, 0, 0 );///**************new**************d3d11DevCon->RSSetState(CWcullMode);d3d11DevCon->DrawIndexed( 36, 0, 0 );///**************new**************//Present the backbuffer to the screenSwapChain->Present(0, 0);
}本节内容就到这里拉。
本节内容代码可以在我的Github找到
游戏开发路途遥远，但我相信只要坚持，总能到达彼岸！
如果我的文章对于你学习DirectX11有点帮助，欢迎评论给出建议，让我们一起学习进步！
———————— 小明 2018.12.4 11.56
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