OpenGL alpha 混合突然停止

Posted 2023-02-22

【中文标题】OpenGL alpha 混合突然停止

【英文标题】：OpenGL alpha blending suddenly stops

【发布时间】：2014-08-28 11:54:56

【问题描述】：

我正在使用 OpenGL 将屏幕大小的四边形绘制到相同的位置，每帧上的 alpha 值都较低（小于 0.1），它们之间没有 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)。这样，四边形应该会越来越多地抑制先前帧的图形的可见性。

但是，阻尼效果会在几秒钟后停止。如果我对四边形使用不低于 0.1 的 alpha 值，它会按预期工作。在我看来，OpenGL 混合方程在多次迭代后失败（更高的 alpha 值需要更少的迭代才能累积到1，所以如果alpha >= 0.1 不会出现问题）。 8bit下alpha的下限约为0.0039，即1/255，所以alpha0.01应该没问题。

我尝试了几种混合设置，使用以下渲染方法：

glEnable(GL_BLEND);
glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
// draw black quad with translucency (using glDrawArrays)

还有简单的片段着色器：

#version 450

uniform vec4 Color;
out vec4 FragColor;

void main()

    FragColor = Color;

我该如何解决这个问题？

【问题讨论】：

不清除深度缓冲区？同一个四边形在做 z-fighting？

按照建议，尝试禁用深度测试。我的另一个快速想法是：如果值太小，它可能不足以累积。你知道 alpha 通道只有 8 位。我认为这可能是精度问题。

深度测试被禁用。该值会累积一段时间，然后停止。 8bit的精度限制约为0.0039（1/255），所以alpha 0.01应该没问题。

【参考方案1】：

在我看来，OpenGL 混合方程在一个数字后失败了 迭代次数（更高的 alpha 值需要更少的迭代来累积 为 1，因此如果 alpha >=0.1，则不会出现问题）。的下限 8bit 的 alpha 约为 0.0039 (1/255)，所以 alpha 0.01 应该是 很好。

你的推理在这里是错误的。如果你绘制一个 alpha 为 0.01 的黑色四边形和你描述的混合设置，你基本上每次迭代都会得到new_color = 0.99 * old_color。作为迭代次数i 的函数，它将是new_color(i) = original_color * pow (0.99,i)。现在以无限精度，这将向 0 移动。

但正如您已经指出的，精度不是无限的。每一步都会重新量化。因此，如果您的new_color 颜色值未低于整数值的阈值，它将与以前保持一致。现在，如果我们考虑 x 范围 [0,255] 内的未标准化颜色值，并且我们假设量化只是通过通常的舍入规则完成，我们必须得到至少 0.5 的差异才能获得不同的值：@987654326 @，或者只是x > 0.5 / alpha。

所以在你的情况下，你得到 x > 50，这就是混合将“停止”的地方（并且下面的所有内容都将保持原样，所以你会得到黑暗部分的“阴影”） .对于 0.1 的 alpha，它将在 x=5 处结束，这可能足够接近于零，以至于您没有注意到它（使用您的特定显示和设置）。

编辑

让我推荐一个可行的策略。您必须避免迭代组合（至少使用非浮点帧缓冲区）。您想要实现淡入淡出的黑色效果。因此，您可以将原始内容渲染为纹理，并一遍又一遍地渲染，同时通过在帧与帧之间改变 alpha 值将其混合为黑色，因此您最终将 alpha 作为时间（或帧数）的函数）。使用线性过渡可能是最有意义的，但您甚至可以使用一些非线性函数来减慢淡出，因为您最初的方法具有无限精度。

请注意，您根本不需要混合，您只需将纹理中的颜色值与片段着色器中的某个统一“alpha”值相乘即可。