OpenGL中平滑可逆的加法/减法亮度混合

Question

我正在尝试执行一项相当具体的混合操作，但看起来应该相对简单。我在 alpha 值为 1 的背景上显示亮度纹理。

例如，这可能是另一个图像顶部的简单棋盘：

我希望纹理根据以下条件线性增加/减少背景的亮度：

(R_b + R_t * w, G_b + G_t * w, B_b + B_t * w, 1.0)

其中*_b 是背景像素值（介于 0 和 1 之间），*_t 是叠加纹理的有符号像素值（介于 -1 和 1 之间），w 是一个加权参数，它也可以变化介于 -1 和 1 之间。目标是通过改变 w 的符号和幅度，我可以通过棋盘纹理平滑地改变背景调制的幅度和极性。

给你一个图形示例：

使用glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA,GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA) 并仅改变叠加层的 alpha 值并不能完全达到我想要的效果，因为我不能使用负 alpha 值来反转叠加层的极性。

有没有办法使用固定管道进行这种类型的线性加法/减法混合，或者如果失败了，是否可以使用着色器来实现？

更新

为了进一步说明，我添加了一个粗略的 PyOpenGL 示例，说明我正在尝试做什么here。

更新 2

完全清楚，如果w > 0，我想增加我棋盘上白色方块内每个像素的亮度，并减少 黑色方块内每个像素的亮度。如果w < 0 我想做相反的事情。

derhass 的答案非常接近我正在寻找的内容，但只影响白色方块中的像素，而不影响黑色方块中的像素：

人类在判断绝对亮度方面很糟糕，但如果我将叠加层的颜色设置为红色 (glColor4f(1., 0., 0., 0.25))，差异会更明显：

如您所见，这会导致从白色方块中添加/减去红色，但不会更改黑色方块。

Answer 1

我认为您可以使用 GL 的混合，只要您的 w 参数不会因像素而异，而对于覆盖纹理的整个绘制调用来说是全局的（正如您的图像所暗示的那样）。您只需要根据w 的符号设置混合方程即可：

将混合因子设置为glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA,GL_ONE)，并且

• 对于 w>=0：使用 glBlendEquation(GL_FUNC_ADD) 并将 alpha 设置为 w

• 对于 wglBlendEquation(GL_FUNC_REVERSE_SUBTRACT) 并将 alpha 设置为 -w

如前所述，这也会修改输出的 alpha 分量，但您希望它为 1.0。正如你所说，当你渲染背景时，你的帧缓冲已经 alpha=1。所以你可以只使用glBlendFuncSeparate(GL_SRC_ALPHA,GL_ONE,GL_ZERO,GL_ONE)，它与上面的等式结合起来会将结果的alpha设置为目的地的alpha，A_b在你的符号中。

更新

事实证明，问题中的公式不是所需的行为，并且每次绘图调用只需要GL_FUNC_ADD 或 GL_FUNC_REVERSE_SUBTRACT 的假设不成立。

但是，如果使用 浮点 颜色缓冲区，则可以使用负 alpha 值 (ARB_color_buffer_float)。

如果颜色缓冲区是定点的，则源的分量和 目标值和混合因子均被限制为 [0; 1] 或 [-1; 1]分别用于无符号归一化或有符号归一化 在评估混合方程之前的颜色缓冲区。如果颜色 缓冲区是浮点数，不会发生钳位。结果四 值被发送到下一个操作。

请注意，此扩展引入了glClampColor() 函数并定义了目标GL_CLAMP_READ_COLOR、GL_CLAMP_VERTEX_COLOR 和GL_CLAMP_FRAGMENT_COLOR。后两者在现代 GL 中已弃用，仅与已弃用的固定功能管道相关。