Direct3D 11 深度模板/阿尔法混合问题

Question

我一直在为游戏开发 3D 渲染器，直到现在它使用 DrawIndexed 首先渲染所有无纹理网格，然后渲染所有纹理网格。为了提高性能，我切换到 DrawIndexedInstanced 并使其首先渲染纹理网格，这揭示了我的 alpha 混合和/或深度检查的设置方式存在问题。以下图片应说明问题所在：

View through the top of the front-most textures (textured meshes rendered first)

The same view, slightly different angle (textureless meshes rendered first)

前景和背景中是一排排带纹理的矩形网格，前景中的网格具有部分透明的网格。中间行是无纹理的网格，其透明度设置为 0.3f。当首先渲染带纹理的网格时，未纹理的网格会被前景中的透明网格遮挡。但是，当首先渲染无纹理网格时，它们会完全遮盖其后面的纹理网格，即使它们的透明度为 0.3f。当无纹理网格遮挡其他无纹理网格时，不会发生这种情况，Alpha 混合在这种情况下可以正常工作。

这是我设置光栅化状态、深度模板状态和深度模板视图的地方：

ID3D11Texture2D *pBackBuffer;
D3D11_TEXTURE2D_DESC backBufferDesc;
m_swapChain->GetBuffer(0, __uuidof(ID3D11Texture2D), (LPVOID*)&pBackBuffer);
pBackBuffer->GetDesc(&backBufferDesc);
RELEASE_RESOURCE(pBackBuffer);

// creating a buffer for the depth stencil
D3D11_TEXTURE2D_DESC depthStencilBufferDesc;
ZeroMemory(&depthStencilBufferDesc, sizeof(D3D11_TEXTURE2D_DESC));

depthStencilBufferDesc.ArraySize = 1;
depthStencilBufferDesc.BindFlags = D3D11_BIND_DEPTH_STENCIL;
depthStencilBufferDesc.CPUAccessFlags = 0; // No CPU access required.
depthStencilBufferDesc.Format = DXGI_FORMAT_D24_UNORM_S8_UINT;
depthStencilBufferDesc.Width = backBufferDesc.Width;
depthStencilBufferDesc.Height = backBufferDesc.Height;
depthStencilBufferDesc.MipLevels = 1;
depthStencilBufferDesc.SampleDesc.Count = 4;
depthStencilBufferDesc.SampleDesc.Quality = 0;
depthStencilBufferDesc.Usage = D3D11_USAGE_DEFAULT;
m_device->CreateTexture2D(&depthStencilBufferDesc, NULL, &m_depthStencilBuffer);

// creating a depth stencil view
HRESULT hr = m_device->CreateDepthStencilView(  m_depthStencilBuffer,
                                                NULL,   
                                                &m_depthStencilView);


// setup depth stencil state.
D3D11_DEPTH_STENCIL_DESC depthStencilStateDesc;
ZeroMemory(&depthStencilStateDesc, sizeof(D3D11_DEPTH_STENCIL_DESC));

depthStencilStateDesc.DepthEnable = TRUE;
depthStencilStateDesc.DepthWriteMask = D3D11_DEPTH_WRITE_MASK_ALL;
depthStencilStateDesc.DepthFunc = D3D11_COMPARISON_LESS;
depthStencilStateDesc.StencilEnable = FALSE;

hr = m_device->CreateDepthStencilState(&depthStencilStateDesc, &m_depthStencilState);

// setup rasterizer state.
D3D11_RASTERIZER_DESC rasterizerDesc;
ZeroMemory(&rasterizerDesc, sizeof(D3D11_RASTERIZER_DESC));

rasterizerDesc.AntialiasedLineEnable = FALSE;
rasterizerDesc.CullMode = D3D11_CULL_BACK;
rasterizerDesc.DepthBias = 0;
rasterizerDesc.DepthBiasClamp = 0.0f;
rasterizerDesc.DepthClipEnable = TRUE;
rasterizerDesc.FillMode = D3D11_FILL_SOLID;
rasterizerDesc.FrontCounterClockwise = FALSE;
rasterizerDesc.MultisampleEnable = FALSE;
rasterizerDesc.ScissorEnable = FALSE;
rasterizerDesc.SlopeScaledDepthBias = 0.0f;

// create the rasterizer state
hr = m_device->CreateRasterizerState(&rasterizerDesc, &m_RasterizerState);

m_deviceContext->OMSetRenderTargets(1, &m_renderTargetView, m_depthStencilView);
m_deviceContext->OMSetDepthStencilState(m_depthStencilState, 1);
m_deviceContext->RSSetState(m_RasterizerState);

这是我启用 alpha 混合的地方：

D3D11_BLEND_DESC blendDescription;
ZeroMemory(&blendDescription, sizeof(D3D11_BLEND_DESC));
blendDescription.RenderTarget[0].BlendEnable = TRUE;
blendDescription.RenderTarget[0].SrcBlend = D3D11_BLEND_SRC_ALPHA;
blendDescription.RenderTarget[0].DestBlend = D3D11_BLEND_INV_SRC_ALPHA;
blendDescription.RenderTarget[0].BlendOp = D3D11_BLEND_OP_ADD;
blendDescription.RenderTarget[0].SrcBlendAlpha = D3D11_BLEND_ONE;
blendDescription.RenderTarget[0].DestBlendAlpha = D3D11_BLEND_ZERO;
blendDescription.RenderTarget[0].BlendOpAlpha = D3D11_BLEND_OP_ADD;
blendDescription.RenderTarget[0].RenderTargetWriteMask = D3D11_COLOR_WRITE_ENABLE_ALL;
m_device->CreateBlendState(&blendDescription, &m_blendState);
m_deviceContext->OMSetBlendState(m_blendState, 0, 0xffffffff);

我知道为无纹理网格提供纯白色完全不透明的纹理可以在某种程度上解决问题，但我怀疑深度测试有问题。

当我使用 D3D11_CREATE_DEVICE_DEBUG 标志创建设备时，它不会给我任何错误或警告。

Create 函数返回的所有 HRESULT 都是 S_OK。

提前致谢。

Answer 1

要使混合正常工作，您必须先渲染所有完全不透明的对象，然后以从后到前的顺序渲染所有具有透明度的对象。这意味着您的透明对象将根据与相机的距离优先排序。

理想情况下，您的不透明对象按相反方向（从前到后）排序，以便深度测试丢弃被遮挡的像素。

这通常通过将所有绘制请求放入队列来完成。一旦场景中的所有内容都在队列中，您可以根据各种因素（包括透明度、距离、材质等）对其进行排序。然后您可以循环遍历队列并按正确的顺序发出所有绘制请求。

不过，对于简单的情况，只需确保先绘制不透明对象，然后按一般从后到前的顺序绘制透明对象。