DirectX11 创建混合状态

创建混合状态

1. 如何在DirectX11中创建混合状态？

我们已经讨论了混合运算符和混合系数，但是还没有说该如何在Direct3D中使用些值。这些混合参数要通过ID3D11BlendState接口来控制。
我们可以通过填充一个D3D11_BLEND_DESC结构体并调用ID3D11Device::CreateBlendState方法来创建该接口：

HRESULT ID3D11Device::CreateBlendState(
    const D3D11_BLEND_DESC *pBlendStateDesc,ID3D10BlendState **ppBlendState);

1．pBlendStateDesc：指向D3D11_BLEND_DESC结构体的指针，该结构体用于描述所要创建的混合状态。

2．ppBlendState：返回创建后的混合状态接口。

2. 混合状态描述结构体D3D11_BLEND_DESC如何填充？

D3D11_BLEND_DESC结构体的定义如下：

typedef struct D3D11_BLEND_DESC {
    BOOL AlphaToCoverageEnable; // 默认值：False
    IndependentBlendEnable       // 默认值：False
    D3D11_RENDER_TARGET_BLEND_DESC RenderTarget[8];
} D3D11_BLEND_DESC;

1．AlphaToCoverageEnable：当设为true时，表示启用alpha-to-coverage功能。它是一种多重采样技术，在渲染植物的叶子或铁丝网纹理时非常有用。当设为false时，表示禁用 alpha-to-coverage功能。使用alpha-to-coverage需要开启多重采样（即，后台和深度缓冲创建时需要开启多重采样）。在第11章有一个使用alpha-to-coverage的示例。

2．IndependentBlendEnable：Direct3D 11支持同时绘制到8个渲染目标。当这个标志设置为true时，表示可以在不同的渲染目标上进行不同的混合处理（不同的混合因子、混合操作，混合开启/关闭等）。如果设置为false，则表示所有渲染目标都使用D3D11_BLEND_DESC::RenderTarget数组中第一个元素的混合状态，多重渲染目标用于高级的算法，目前为止，我们一次只使用一个渲染目标。

3．RenderTarget：包含8个D3D11_RENDER_TARGET_BLEND_DESC元素的数组，第i个元素描述了第i个多重渲染目标的混合方式。如果IndependentBlendEnable设置为false，则所有的渲染目标都使用RenderTarget[0]进行混合。

3. 渲染目标混合描述D3D11_RENDER_TARGET_BLEND_DESC如何创建？

这个描述填写我们上一节介绍过的混合方程。D3D11_RENDER_TARGET_BLEND_DESC结构体的定义如下：

typedef struct D3D11_RENDER_TARGET_BLEND_DESC{
    BOOL BlendEnable;        // 默认值:False
    D3D11_BLEND SrcBlend; // 默认值:D3D11_BLEND_ONE
    D3D11_BLEND DestBlend; // 默认值Default:D3D11_BLEND_ZERO
    D3D11_BLEND_OP BlendOp; // 默认值:D3D11_BLEND_OP_ADD
    D3D11_BLEND SrcBlendAlpha; // 默认值:D3D11_BLEND_ONE
    D3D11_BLEND DestBlendAlpha; // 默认值:D3D11_BLEND_ZERO
    D3D11_BLEND_OP BlendOpAlpha; // 默认值:D3D11_BLEND_OP_ADD
    UINT8 RenderTargetWriteMask; // 默认值:D3D11_COLOR_WRITE_ENABLE_ALL
}D3D11_RENDER_TARGET_BLEND_DESC;

1．BlendEnable：当设为true时，表示启用混合功能；当设为false时，表示禁用混合功能。

2．SrcBlend：D3D11_BLEND枚举类型成员，用于为RGB混合指定源混合系数Fsrc。

3．DestBlend：D3D11_BLEND枚举类型成员，用于为RGB混合指定目标混合系数Fdst。

4．BlendOp：D3D11_BLEND_OP枚举类型成员，用于指定RGB混合运算符。

5．SrcBlendAlpha：D3D11_BLEND枚举类型成员，用于为alpha混合指定源混合系数Fsrc。

6．DestBlendAlpha：D3D11_BLEND枚举类型成员，用于为alpha混合指定目标混合系数Fdst。

7．BlendOpAlpha：D3D11_BLEND_OP枚举类型成员，用于指定alpha混合运算符。

8．RenderTargetWriteMask：一个或多个下列标志值的组合：

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;

这些标志值用于控制混合之后将哪些颜色分量写入后台缓冲区。例如，通过D3D11_COLOR_WRITE_ENABLE_ALPHA可以屏蔽RGB通道，只将alpha值写入后台缓冲区。这一功能在实现某些高级技术时非常有用。当禁用混合时，由像素着色器返回的颜色会被屏蔽掉。

4. 如何绑定混合状态？

要将混合状态对象绑定到管线的输出合并器阶段，我们可以调用：

void ID3D11DeviceContext::OMSetBlendState(
    ID3D11BlendState *pBlendState,
    const FLOAT BlendFactor,
    UINT SampleMask);

1．pBlendState：混合状态对象的指针。

2．BlendFactor：用于描述RGBA颜色向量的浮点数组。当混合因子指定为D3D11_BLEND_BLEND_FACTOR或D3D11_BLEND_INV_BLEND_FACTOR时，Direct3D将以该颜色向量作为混合系数。

3．SampleMask：多重采样最多可以支持32个采样源。这个32位整数用于启用和禁用采样源。例如，当第5个二进制位设为0时，表示屏蔽第5个采样源。当然，如果实际使用的多重采样源数量少于5个，那么屏蔽第5个采样源是没有什么实际意义的。当应用程序只使用一个采样源时，该参数只有第1个二进制位有效（参见练习1）。通常，该参数以0xffffffff作为默认值，表示不屏蔽任何采样源。

与其他状态块相同，这里有一个默认的混合状态（禁用混合）；如果以空值来调用OMSetBlendState方法，它就会将混合状态恢复为默认值。注意，混合会在每个像素上执行额外的计算工作，所以我们只有在用到混合时才启用它，用完之后应该立即关闭。

5. DirectX11中创建和设置混合状态示例代码

下面是创建和设置混合状态的一个例子：

D3D11_BLEND_DESC blendDesc = {0};
transparentDesc.AlphaToCoverageEnable = false;
transparentDesc.IndependentBlendEnable = false;

transparentDesc.RenderTarget[0].BlendEnable = true;
transparentDesc.RenderTarget[0].SrcBlend = D3D10_BLEND_SRC_ALPHA;
transparentDesc.RenderTarget[0] = D3D11_BLEND_INV_SRC_ALPHA;
transparentDesc.RenderTarget[0] = D3D11_BLEND_OP_ADD;
transparentDesc.RenderTarget[0] = D3D11_BLEND_ONE;
transparentDesc.RenderTarget[0].DestBlendAlpha = D3D11_BLEND_ZERO;
transparentDesc.RenderTarget[0].BlendOpAlpha = D3D11_BLEND_OP_ADD;
transparentDesc.RenderTarget[0].RenderTargetWriteMask[0] = D3D10_COLOR_WRITE_ENABLE_ALL;

ID3D11BlendState* TransparentBS;
HR(device->CreateBlendState(&transparentDesc, &TransparentBS));
...
float blendFactor[] = {0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f};
md3dImmediateContect->OMSetBlendState(TransparentBS, blendFactor, 0xffffffff);

与其他状态块接口一样，我们应该在应用程序初始化时创建它们，然后根据需要在些状态接口之间进行切换。

6. 可以在Effect文件中创建和设置混合状态吗？

混合状态对象也可以在effect文件中创建和设定：

BlendState blend
{
    // 第一个渲染目标的混合状态
    BlendEnable[0] = TRUE;
    SrcBlend[0] = SRC_COLOR;
    DestBlend[0] = INV_SRC_ALPHA;
    BlendOp[0] = ADD;
    SrcBlendAlpha[0] = ZERO;
    DestBlendAlpha[0] = ZERO;
    BlendOpAlpha[0] = ADD;
    RenderTargetWriteMask[0] = 0x0F;

    // 第二个渲染目标的混合状态
    BlendEnable[1] = True;
    SrcBlend[1] = One;
    DestBlend [1] = Zero;
    BlendOp[1] = Add;
    SrcBlendAlpha[1] = Zero;
    DestBlendAlpha[1] = Zero;
    BlendOpAlpha[1] = Add;
    RenderTargetWriteMask[1] = 0x0F;
};

technique11 Tech
{
    pass P0
    {
        ...
        // 在这个pass中使用“混合”。
        SetBlendState(blend,float4(0.0f,0.0f,0.0f,0.0f),0xffffffff);
    }
}

在混合状态对象中指定的这些值与在C++结构体中指定的值基本相同，只是省去了一些前缀。例如，在effect文件中我们指定SRC_COLOR，而不是 D3D11_BLEND_SRC_COLOR。