混合

首先介绍一下新输入颜色值和已经存在颜色值的正式术语：

1. 目标颜色：已经存储在颜色缓冲区中的颜色值。这个颜色值包含了单独的红、绿、蓝成分以及一个可选的alpha值；
2. 源颜色：作为当前渲染命令的结果进入颜色缓冲区的颜色值称为源颜色，它可能与目标颜色进行交互，也可能不与之进行交互。源颜色也可以包含3种或4种颜色成分（红、绿、蓝和可选的alpha成分）。请注意，任意情况下只要我们忽略一个alpha值，OpenGL都会将它设为1.0。

   当混合功能被启用时，源颜色和目标颜色的组合方式是由混合方程式控制的。在默认情况下，混合方程式如下所示。

   \[ Cf = (Cs * S) + (Cd * D) \]

   其中，\(Cf\)是最终计算产生的颜色，\(Cs\)是源颜色，\(Cd\)则是目标颜色，\(S\)和\(D\)分别是源和目标混合因子。这些混合因子是用下面这个函数进行设置的。

glBlendFunc(GLenum S, GLenum D);

正如我们所看到的那样，\(S\)和\(D\)都是枚举值，而不是可以直接指定的实际值。

下表列出了混合函数可以使用的值。其中下标表示源、目标和颜色（对于混合颜色后面再讨论）。

OpenGL混合因子

函数	RGB混合因子	Alpha混合因子
GL_ZERO	(0,0,0)	0
GL_ONE	(1,1,1)	1
GL_SRC_COLOR	(Rs,Gs,Bs)	As
GL_ONE_MINUS_SRC_COLOR	(1,1,1)-(Rs,Gs,Bs)	1-As
GL_DST_COLOR	(Rd,Gd,Bd)	Ad
GL_ONE_MINUS_DST_COLOR	(1,1,1)-(Rd,Gd,Bd)	1-Ad
GL_SRC_ALPHA	(As,As,As)	As
GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA	(1,1,1)-(As,As,As)	1-As
GL_DST_ALPHA	(Ad,Ad,Ad)	Ad
GL_ONE_MINUS_DST_ALPHA	(1,1,1)-(Ad,Ad,Ad)	1-Ad
GL_CONSTANT_COLOR	(Rc,Gc,Bc)	Ac
GL_ONE_MINUS_CONSTANT_COLOR	(1,1,1)	1-Ac
GL_CONSTANT_ALPHA	(Ac,Ac,Ac)	Ac
GL_ONE_MINUS_CONSTANT_ALPHA	(1,1,1)-(Ac,Ac,Ac)	1-Ac
GL_SRC_ALPHA_SATURATE	(f,f,f)1	1

请记住，颜色是用浮点数表示的。因此，对它们进行加减甚至乘法都是完全合法的。上表看上去有点令人困惑，因此让我们通过一个常见的混合函数组合来举例和说明。

glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);

这个函数告诉OpenGL接受源颜色并将这个颜色（RGB值）与alpha值相乘，然后把这个结果加上目标颜色乘以“1减去源颜色的alpha值”的结果。

例如，如果颜色缓冲区中已经有一种红色（1.0f,0.0f,0.0f,0.0f），这是目标颜色（Cd）。如果在这上面用一种alpha值为0.6的蓝色(0.0f,0.0f,1.0f,0.6f)画了一些什么东西，就可以像下面这样计算最终颜色。

\[ \begin{array} Cd & = & \mbox{目标颜色} & = & (1,0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f) \\ Cs & = & \mbox{源颜色} & = & (0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.6f)\\ S & = & \mbox{源alpha值} & = & 0.6 \\ D & = & 1 - \mbox{源alpha值} & = & 1.0 - 0.6 = 0.4 \end{array} \]

现在，下面这个方程式

\[ Cf = (Cs * S) + (Cd * D) \]

等价于

\[ Cf = (Blue * 0.5) + (Red * 0.4) \]

最终的颜色就是原先的红色（目标颜色）与后来的蓝色（源颜色）进行缩放后的组合。

这个混合函数经常用于实现在其他一些不透明的物体前面绘制一些透明物体的效果。但是，这种技巧需要首先绘制一个或多个背景物体，然后再在上面绘制经过混合的透明物体。

我们前面已经介绍的混合方程式

\[ Cf = (Cs * S) + (Cd * D) \]

是默认方程式。实际上，我们可以从5个不同的混合方程式中进行选择。下表列出了这些方程式，我们可以通过下面的函数进行选择。

void glBlendEquation(GLenum mode);

可用的混合方程式

模式	函数
GL_FUNC_ADD	Cf = (Cs*S) + (Cd*D)
GL_FUNC_SUBTRACT	Cf = (Cs*S) - (Cd*D)
GL_FUNC_RESERVE_SUBTRACT	Cf = (Cd*D) - (Cs*S)
GL_MIN	Cf = min(Cs, Cd)
GL_MAX	Cf = max(Cs, Cd)

除了 glBlendFunc 之外，还可以利用下面的函数更加灵活的进行选择。

void glBlendFuncSeparate(GLenum srcRGB, GLenum dstRGB, GLenum srcAlpha, GLenum dstAlpha);   

glBlendFunc 函数指定了源和目标RGBA值的混合函数，而 glBlendFuncSeparate 函数则允许为RGB和alpha成分单独指定混合函数。

最后，如上表所示， GL_CONSTANT_COLOR 、 GL_ONE_MINUS_CONSTANT_COLOR 、 GL_CONSTANT_ALPHA 和 GL_ONE_MINUS_CONSTANT_ALPHA 值都允许在混合方程式中引入一个常量混合颜色。这个常量混合颜色初始为黑色(0.0f,0.0f,0.0f,0.0f)，但可以用下面这个函数对它进行修改。

void glBlendColor(GLclampf red, GLclampf green, GLclampf blue, GLclampf alpha);

glEnable(GL_BLEND);
glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);

glEnable(GL_POINT_SMOOTH);
glEnable(GL_LINE_SMOOTH);
glEnable(GL_POLYGON_SMOOTH);

多重采样时OpenGL在1.3之后实现的特性，它可以更好地实现多边形的平滑处理。如果读者所使用的OpenGL实现支持这个特性，已经包含了颜色、深度和模板值的帧缓冲区就会添加一个额外的缓冲区。所有的图元在每个像素上都进行了多次采样，其结果就存储在这个缓冲区中。每次当这个像素进行更新时，这些采样值进行解析，以产生一个单独的值。因此，从程序员的角度而言，它就像是自动的，属于“幕后发生的事情”。很自然，这种处理会带来额外的内存和处理器开销，有可能对性能造成影响。因此，有些OpenGL实现可能并不支持多渲染环境中的多重采样。

glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH | GLUT_MULTISAMPLE);

glEnable(GLUT_MULTISAMPLE);

glDisable(GLUT_MULTISAMPLE);

glDisable(GL_MULTISAMPLE);
glEnable(GL_POINT_SMOOTH);

// Draw some smooth points
// ...

glDisable(GL_POINT_SMOOTH);
glEnable(GL_MULTISAMPLE);

void glSampleCoverage(GLclampf value, GLboolean invert);