透明 MTKView 中的 alpha 混合参数是否正确？

Question

我最近尝试创建一个透明的

MTKView

，我可以在其中绘制一些几何图形，包括部分透明的几何图形，并将结果与该

MTKView

后面的任何视图正确合成。我在尝试实现此目标时遇到了两个问题：

1. 在不透明区域上绘制部分透明的三角形会使该区域不再不透明。
2. 部分透明像素的颜色未与背景正确混合，包括多重采样中的抗锯齿像素。

我创建了一个测试用例，它演示了“至少”第一个问题，也可能是第二个问题。其中，混合设置为：

colorAttachmentDescriptor.isBlendingEnabled = true
colorAttachmentDescriptor.pixelFormat = .bgra8Unorm_srgb
colorAttachmentDescriptor.rgbBlendOperation = .add
colorAttachmentDescriptor.alphaBlendOperation = .add
colorAttachmentDescriptor.sourceRGBBlendFactor = .sourceAlpha
colorAttachmentDescriptor.sourceAlphaBlendFactor = .sourceAlpha
colorAttachmentDescriptor.destinationRGBBlendFactor = .oneMinusSourceAlpha
colorAttachmentDescriptor.destinationAlphaBlendFactor = .oneMinusSourceAlpha

（我认为）这通常是我在网上看到的推荐。

我的测试用例在不同颜色的网格顶部渲染三个三角形。按照绘制顺序，首先渲染白色 (

float4(1, 1, 1, 1)

) 三角形，然后渲染蓝色 (

float4(0, 0, 1, 0.5)

)，最后渲染红色 (

float4(1, 0, 0, 0.5)

)。所有通道的

MTKView

的清晰颜色设置为 0。左边是我从测试用例中得到的输出，右边是我期望的输出（在插图程序中绘制）：

如您所见，部分透明的三角形消除了不透明的白色三角形的不透明度。此外，我在左侧绘制的三角形看起来比应有的透明得多，对像素进行采样也证实了这一点。例如，我期望黑色瓷砖和蓝色三角形重叠的像素为

float3(0, 0, 0.5)

，但它看起来更接近

float3(0, 0, ~0.737)

。多重采样也发生了一些奇怪的事情：白色三角形与白色瓷砖相交并且只有一个透明三角形相交，似乎根本没有进行任何多重采样。

我在

这个答案

中看到核心动画期望视图使用预乘alpha，并且确实将MTKView的清晰颜色设置为

float4(1, 0, 0, 1)

确实给场景带来了微红的色调，而使用直接alpha我希望在那里没有区别。然而我担心的是，我有部分透明的几何体与不透明的几何体重叠，但同时什么也没有——从片段着色器输出预乘 alpha 的解决方案可以处理这种情况吗？也许通过调整混合模式参数？多重采样怎么样，它似乎无法解决使用预乘 alpha 的问题？我的测试用例可以在这里找到：

https://github.com/Aquilosion/metal-composite

Answer 1

不要使用

srgb

帧缓冲区或纹理这实际上让我受益匪浅：我将

MTKView

的像素格式和颜色附件描述符更改为

bgra8Unorm

（从

bgra8Unorm_srgb

）。我还在原始项目中对纹理进行了相同的更改。我认为这个特定的变化是让多重采样正确混合的原因。为什么这有帮助？我的猜测是，如果帧缓冲区的输出格式设置为线性 RGB（而不是 sRGB），则在绘制场景时混合计算会更加正确。由于屏幕上的结果似乎仍然是正确的 sRGB，我猜想 Core Animation 之后会将非 sRGB 场景转换为 sRGB（或屏幕正在使用的其他任何内容）以进行补偿。

不要使用预乘 alpha

我的所有着色器都直接返回 alpha，并且一切似乎都正常。我链接的答案与此相矛盾，所以我不确定为什么会出现这种情况。可能在旧版本中存在差异——我还没有对此进行任何研究。

（请注意，将 RGB 的透明颜色设置为非 0 值，但 0 alpha 似乎意味着它

确实

需要预乘 alpha，所以我不能 100% 确定这一点，除了正在进行的混合确实反正看起来很准确。我想只要你的clear color全为0，就应该是准确的。） 调整混合参数

我使用了以下混合参数，我认为这些参数对于直接 alpha 混合是正确的：

.isBlendingEnabled = true
.rgbBlendOperation = .add
.alphaBlendOperation = .add
.sourceRGBBlendFactor = .sourceAlpha
.sourceAlphaBlendFactor = .one
.destinationRGBBlendFactor = .oneMinusSourceAlpha
.destinationAlphaBlendFactor = .oneMinusSourceAlpha

我不知道为什么我在问题中包含的混合参数如此受欢迎，因为这些参数产生了更正确的结果，大多数人除了阿尔法混合之外将如何工作（我曾想过！）