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DirectX11混合状态

1. 什么是混合状态？

在D3D11中，“混合”发生在像素着色器阶段的下一阶段，即Output Merger Stage。整个场景在全部经历过像素着色器阶段后，对应于屏幕上每一点像素，可能有多个片段（Fragment）。如下图所示：

当混合功能被打开时，决定最终颜色的方法有所不同。当一个片段通过深度测试后，并不是直接取代后缓冲区中P点的当前颜色，而是通过一定的比例因子与之进行插值（混合），并将结果作为P点的当前值。

我们使用混合状态来启用 alpha 透明度，这是一种使用每一个颜色的 alpha 通道来指导怎样显示该颜色的技术。 Alpha 值为 1.0f 表示完全可见， 0.0f 表示不可见，而介于之间的值是半透明效果。

2.当发生混合时如何计算？

学习混合的第一步，就是要了解混合方程，颜色混合方程如下：

方程左边的C为混合结果，右边Csrc（我们称为源颜色）和Cdst（我们称为目标颜色）分别为即将要处理的片段的颜色和后缓冲区中该像素当前的颜色；Fsrc和Fdst分别是两个颜色对应的混合因子（下面有介绍）。注意方程中的在这里为“分量相乘”（Componentwise multiplication），即针对颜色值中的R、G、B三种分量分别进行相乘。源颜色和目标颜色分别与相应的混合因子分量相乘后，将结果进行“op”（混合操作，下面有介绍）操作，作为当前片段处理的最终颜色，并替换后缓冲区中该像素处的颜色。以上计算公式只适合于颜色值中RGB三个分量。此外，Alpha分量的混合计算公式完全一致：

3. 混合操作有哪些？

针对上述公式中的混合操作”op”，在D3D11中定义在如下枚举类型中：

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;

• D3D11_BLEND_OP_ADD表示相加操作
• D3D11_BLEND_OP_SUBTRACT表示相减（目标-源）
• D3D11_BLEND_OP_REV_SUBTRACT表示反相减（源-目标）
• D3D11_BLEND_OP_MIN表示取源、目标颜色中较小值
• D3D11_BLEND_OP_MAX表示取源、目标颜色中较大值

注意：MIN和MAX操作与混合因子无关。

同样，所有这些操作也适合于计算Alpha值。

4. 混合因子有哪些？

针对方程中的混合因子F，在D3D11中有如下几种：

• D3D11_BLEND_ZERO：针对针对颜色混合，F为（0，0，0），针对alpha值，F为0。
• D3D11_BLEND_ONE：针对颜色混合为（1，1，1），针对alpha值为1；
• D3D11_BLEND_SRC_COLOR：针对颜色混合为（Rs，Gs, Bs），针对alpha值为As；
• D3D11_BLEND_INV_SRC_COLOR：针对颜色混合为（1-Rs，1-Gs，1-Bs），针对alpha值为1-As；
• D3D11_BLEND_SRC_ALPHA：针对颜色混合为（As,As,As），针对alpha值为As；
• D3D11_BLEND_INV_SRC_ALPHA：针对颜色混合为（1-As,1-As,1-As），针对alpha值为1-As；
• D3D11_BLEND_DEST_COLOR：针对颜色混合为（Rd,Gd,Bd），针对alpha值为Ad；
• D3D11_BLEND_INV_DESC_COLOR：针对颜色混合为（1-Rd,1-Gd,1-Bd），针对alpha值为1-Ad；
• D3D11_BLEND_DEST_ALPHA：针对颜色混合为（Ad,Ad,Ad），针对alpha值为Ad；
• D3D11_BLEND_INV_DEST_ALPHA：针对颜色混合为(1-Rd,1-Rd,1-Rd），针对alpha值为1-Ad；
• D3D11_BLEND_BLEND_FACTOR：此时的混合因子为程序员指定的颜色值（R,G,B,A)，针对颜色混合为(R,G,B)，针对alpha值为A。该颜色值通过函数ID3D11DeviceContext::OMSetBlendState来指定；
• D3D11_BLEND_INV_BLEND_FACTOR：同上，为程序员指定颜色值，针对颜色混合为(1-R,1-G,1-B)，针对alpha值为1-A。

5. 如何创建混合状态？

为了创建混合状态，我们调用 D3D 设备的 CreateBlendState 函数，并且调用 D3D 设备环境的 OMSetBlendState函数进行混合状态的设置。

为了创建混合状态，我们调用 D3D 设备的 CreateBlendState 函数，该参数有两个参数：

第一个参数，混合状态描述对象。

第二个参数，保存混合状态对象。

最后我们调用 D3D 设备环境的 OMSetBlendState函数进行混合状态的设置。后两个参数用于高级混合效果，这里我们只使用它们的默认值。

第一个参数，接受创建出的混合状态对象。

第二个参数，用于自定义颜色通道的混合因子。

第三个参数，一个混合 mask(掩码)。

6. 混合状态描述对象如何创建？

我们通过填充混合状态描述结构体D3D11_RENDER_TARGET_BLEND_DESC来描述混合状态，该结构体定义如下：

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,需要设置为true，以开启混合状态。
• SrcBlend、DestBlend分别为源、目标颜色混合因子
• BlendOp为颜色值的混合操作
• SrcBlendAlpha、DestBlendAlpha分别为源、目标的alpha值的混合因子
• BlendOpAlpha为alpha值的混合操作

7. 创建混合状态对象示例代码

//创建混合状态    D3D11_BLEND_DESC blendDesc;    ZeroMemory( &blendDesc, sizeof( blendDesc ) );    blendDesc.RenderTarget[0].BlendEnable = TRUE;    blendDesc.RenderTarget[0].BlendOp = D3D11_BLEND_OP_ADD;    blendDesc.RenderTarget[0].SrcBlend = D3D11_BLEND_SRC_ALPHA;    blendDesc.RenderTarget[0].DestBlend = D3D11_BLEND_INV_SRC_ALPHA;    blendDesc.RenderTarget[0].BlendOpAlpha = D3D11_BLEND_OP_ADD;    blendDesc.RenderTarget[0].SrcBlendAlpha = D3D11_BLEND_ONE;    blendDesc.RenderTarget[0].DestBlendAlpha = D3D11_BLEND_ONE;    blendDesc.RenderTarget[0].RenderTargetWriteMask = D3D11_COLOR_WRITE_ENABLE_ALL;    d3dDevice_->CreateBlendState( &blendDesc, &alphaBlendState_ );    d3dContext_->OMSetBlendState( alphaBlendState_, NULL, 0xFFFFFFFF );

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