Alpha混合

最新推荐文章于 2023-11-07 21:52:19 发布

黑山老妖婆

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文章标签： unity 图形渲染

原文链接：https://blog.youkuaiyun.com/tuyang120428941/article/details/5990533

(52条消息) Alpha叠加_foruok的博客-优快云博客_alpha 叠加https://blog.youkuaiyun.com/foruok/article/details/50785841?spm=1001.2101.3001.6661.1&utm_medium=distribute.pc_relevant_t0.none-task-blog-2%7Edefault%7EBlogCommendFromBaidu%7ERate-1.pc_relevant_paycolumn_v3&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant_t0.none-task-blog-2%7Edefault%7EBlogCommendFromBaidu%7ERate-1.pc_relevant_paycolumn_v3&utm_relevant_index=1

(52条消息) Alpha混合浅谈_tuyang120428941的博客-优快云博客https://blog.youkuaiyun.com/tuyang120428941/article/details/5990533

Alpha值的含义

对于 RGBA（或 BGRA ）数据， Alpha 通道中存储的 Alpha 值，实际上应该是 Opaque 值，即不透明度。当 Alpha 值为 255 时，表示不透明； Alpha 值为 0 时，表示全透明。

Alpha 值也经常用 0 ~ 1 这个区间的数字来表示。 0 表示全透明， 1 表示不透明。详见这里：https://en.wikipedia.org/wiki/Alpha_compositing。

直接 Alpha 和预乘 Alpha 的区别

Alpha 模式有两种，直接 Alpha 和预乘 Alpha 。

使用直接 Alpha 描述 RGBA 颜色时，颜色的 Alpha 值会存储在 Alpha 通道中。例如，若要描述具有 60% 不透明度的绿色，请使用以下值：(0 , 255 , 0 , 255 * 0.6) = (0 , 255 , 0 , 153)。值 255 指示全绿， 153（255 的 60%）指示颜色应具有 60% 的不透明度。

使用预乘 Alpha 描述 RGBA 颜色时，每种颜色都会与 Alpha 值相乘：(0 * 0.6, 255 * 0.6 , 0 * 0.6 , 255 * 0.6) = (0 , 153 , 0 , 153)。同时 Alpha 值也会存储在 Alpha 通道中。

RGBA图像数据叠加

我只考虑一幅带 Alpha 效果的图像叠加在背景上的情况。

假设背景图像是 B ，无透明效果，带透明效果的图像是 A ，那么透过 A 去看 B ，看上去的图象 C 就是 A 和 B 的混合图象。

假设 A 图像的透明度为 alpha ，则图像 C 的混合公式如下：

R(C) = alpha * R(A) + (1 - alpha) * R(B)
G(C) = alpha * G(A) + (1 - alpha) * G(B)
B(C) = alpha * B(A) + (1 - alpha) * B(B)
A(C) = 1

混合后的图像 C 的Alpha值为 1 ，所以后面的代码里，直接将结果的 Alpha 值设置为 0xFF 。
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alpha混合技术对熟悉游戏的人来说不会陌生，这种技术在如今的游戏特效里已经被用烂了。3D的游戏就不说了，2D的游戏里，这种技术也是满眼皆是。

　　alpha混合听上去很神秘，实际非常简单，其作用就是要实现一种半透明效果。假设一种不透明东西的颜色是A，另一种透明的东西的颜色是B，那么透过B去看A，看上去的颜色C就是B和A的混合颜色，可以用这个式子来近似，设B物体的透明度为alpha(取值为0-1，0为完全透明，1为完全不透明)

R(C)=alpha*R(B)+(1-alpha)*R(A)
G(C)=alpha*G(B)+(1-alpha)*G(A)
B(C)=alpha*B(B)+(1-alpha)*B(A)

　　R(x)、G(x)、B(x)分别指颜色x的RGB分量。看起来这个东西这么简单，可是用它实现的效果绝对不简单，应用alpha混合技术，可以实现出最眩目的火光、烟雾、阴影、动态光源等等一切你可以想象的出来的半透明效果。

　　火光、烟雾的效果是事先做好一个火或雾的图和一个alpha通道图(用过Photoshop的人都该知道什么是alpha通道)，画上去的时候每点每点计算，得到的就是火光掩映的效果。雾化效果在3D里还需要模糊一下，在这里就免了，本来alpha混合就有不小的计算量了，算法再不优化再加上模糊或其它的一些什么原因，那么你就是在看幻灯片了。(关于优化，网上见仁见智，我再找时候再讲)。

　　动态光源，听起来高深的一塌。那我先讲一下阴影，这个就简单了，以往的游戏也有阴影(象《仙剑》)，不过我们把它升一下级，从不透明变成半透明而已。就是把一个影子图放在地表上面作alpha混合(而且可以简化，因为影子的alpha值可以是一定的，这样就可以大幅提高计算速度)就OK了。

　　该讲动态光源了。我们把没有光源的地方想象成一张黑幕蒙在屏幕上，没光也就什么都看不到。那么我们就加上一个光源，相当于在黑幕上挖了一个洞，这个洞的大小就是被照亮的范围，现在我们可以看到下面的东西了。但现在这个效果说是光源，倒不如说是个窗户，要显得象光源，就要让光源的中心最亮，逐渐向四周暗下去，最后到什么都看不见，这才象个光源。具体实现就是alpha混合啦，蒙版的颜色是黑，中心alpha值为0，完全透明，到光源的尽头alpha值为1，完全不透明，成果就是这个样子，象这么回事吧！光源做好了，动态的光源就是实时生成一个动态的alpha蒙版，然后盖上去就行了。

　　不难吧！游戏里(其实也不只游戏，好多算法也是这样)的一些技术听起来很玄，说通了也就是那么回事，只不过不是一下子就能想到就是了。

　　Diablo里面就大量应用了alpha混合技术(至少我看上去象)，那些眩目的魔法产生出来的半透明效果，还有乱飞的火球照亮迷宫，每个火球也就是个小的光源，一堆光源产生出来的蒙版(就是对应的alpha相加，超过255就截断)再蒙上去。(真正的光源应该是这样的：当alpha值超过255时，alpha=alpha-255，alpha是一个Byte时也就是回绕，同时该点蒙版的色彩变为白色，这才是对的，不过简单起见，还是原来那样就可以了)。