（注：【D3D11遊戲程式設計】學習筆記系列由CSDN作者BonChoix所寫，轉載請註明出處：http://blog.csdn.net/BonChoix，謝謝~）

       在D3D11中，“混合”發生在畫素著色器階段的下一階段，即Output Merger Stage。整個場景在全部經歷過畫素著色器階段後，對應於螢幕上每一點畫素，可能有多個片段（Fragment）。如下圖所示：

        該圖中，場景中有三個點P1,P2,P3投影在螢幕上同一個點P。這樣在畫素著色器階段後，針對P1,P2,P3將有三個片段與畫素P對應。預設情況下，在渲染管線中，混合是被關閉的。這時為了確定畫素P的最終顯示顏色，主要依據是深度測試（這時暫不考慮模板測試等其他因素）。通過深度測試的片段將自身顏色替代後緩衝區中P點的當前顏色，未通過的片段被拋棄。

       當混合功能被開啟時，決定最終顏色的方法有所不同。當一個片段通過深度測試後，並不是直接取代後緩衝區中P點的當前顏色，而是通過一定的比例因子與之進行插值（混合），並將結果作為P點的當前值。當然，未通過深度測試的片段依然被拋棄。這個是“混合”的一種最簡單例子。除此之外，D3D11針對混合階段有非常多的配置，從而實現各種特殊效果。

       1. 混合方程

       學習混合的第一步，就是要了解混合方程，方程如下：

       該方程針對每個畫素逐一進行。方程左邊的C為混合結果，右邊Csrc（我們稱為源顏色）和Cdst（我們稱為目標顏色）分別為即將要處理的片段的顏色和後緩衝區中該畫素當前的顏色；Fsrc和Fdst分別是兩個顏色對應的混合因子。注意方程中的

       以上計算公式只適合於顏色值中RGB三個分量。此外，Alpha分量的計算公式完全一致：

       2. 混合操作

針對上述公式中的混合操作”op"，在D3D11中定義在如下列舉型別中：

typedef enum D3D11_BLEND_OP {
  D3D11_BLEND_OP_ADD            = 1,
  D3D11_BLEND_OP_SUBTRACT       = 2,
  D3D11_BLEND_OP_REV_SUBTRACT   = 3,
  D3D11_BLEND_OP_MIN            = 4,
  D3D11_BLEND_OP_MAX            = 5 
} D3D11_BLEND_OP;
 

我們省略各個變數的字首D3D11_BLEND_OP_。

ADD表示相加操作，即；

SUBTRACT表示相關（目標-源），即；

REV_SUBTRACT表示反射的相關（源-目標），即；

MIN表示取源、目標顏色中較小值，即；

MAX表示取源、目標顏色中較大值，即。

注意：MIN和MAX操作與混合因子無關。

同樣，所有這些操作也適合於計算Alpha值。

3. 混合因子

針對方程中的混合因子F，在D3D11中有如下幾種：

D3D11_BLEND_ZERO：此外針對顏色混合，F為（0，0，0），針對alpha值，F為0。

D3D11_BLEND_ONE：針對顏色混合為（1，1，1），針對alpha值為1；

D3D11_BLEND_SRC_COLOR：針對顏色混合為（Rs，Gs, Bs），針對alpha值為As；

D3D11_BLEND_INV_SRC_COLOR：針對顏色混合為（1-Rs，1-Gs，1-Bs），針對alpha值為1-As；

D3D11_BLEND_SRC_ALPHA：針對顏色混合為（As,As,As），針對alpha值為As；

D3D11_BLEND_INV_SRC_ALPHA：針對顏色混合為（1-As,1-As,1-As），針對alpha值為1-As；

D3D11_BLEND_DEST_COLOR：針對顏色混合為（Rd,Gd,Bd），針對alpha值為Ad；

D3D11_BLEND_INV_DESC_COLOR：針對顏色混合為（1-Rd,1-Gd,1-Bd），針對alpha值為1-Ad；

D3D11_BLEND_DEST_ALPHA：針對顏色混合為（Ad,Ad,Ad），針對alpha值為Ad；

D3D11_BLEND_INV_DEST_ALPHA：針對顏色混合為(1-Rd,1-Rd,1-Rd），針對alpha值為1-Ad；

D3D11_BLEND_BLEND_FACTOR：此時的混合因子為程式設計師指定的顏色值（R,G,B,A)，針對顏色混合為(R,G,B)，針對alpha值為A。該顏色值通過函式ID3D11DeviceContext::OMSetBlendState來指定；

D3D11_BLEND_INV_BLEND_FACTOR：同上，為程式設計師指定顏色值，針對顏色混合為(1-R,1-G,1-B)，針對alpha值為1-A。

4. 混合狀態

D3D11中，設定混合狀態前要先建立相應的混合狀態介面ID3D11BlendState，建立函式如下：

HRESULT CreateBlendState(
  [in]   const D3D11_BLEND_DESC *pBlendStateDesc,
  [out]  ID3D11BlendState **ppBlendState
);

第二個引數為要建立的介面的地址，第一個引數為一個用來描述混合狀態引數的結構，定義如下：

typedef struct D3D11_BLEND_DESC {
  BOOL                           AlphaToCoverageEnable;
  BOOL                           IndependentBlendEnable;
  D3D11_RENDER_TARGET_BLEND_DESC RenderTarget[8];
} D3D11_BLEND_DESC;

第一個引數設定是否開啟AlphaToCoverage，AlphaToCoverage在後面會詳細介紹，暫時先不用，設定為false；

第二個引數設定是否針對不同的RenderTarget使用不同的混合狀態。在D3D11中，一共可以支援多達8個的渲染物件（RenderTarget），如果針對不同的物件想使用不同的混合方式，則設定為true。由於我們暫時用不到，因此設定為false；

第三個引數為針對8個RenderTarget分別指定的混合狀態引數，當第二個引數為false時，這裡我們只需要設定陣列中第一個元素即可。

D3D11_RENDER_TARGET_BLEND_DESC結構定義如下：

typedef struct D3D11_RENDER_TARGET_BLEND_DESC {
  BOOL           BlendEnable;
  D3D11_BLEND    SrcBlend;
  D3D11_BLEND    DestBlend;
  D3D11_BLEND_OP BlendOp;
  D3D11_BLEND    SrcBlendAlpha;
  D3D11_BLEND    DestBlendAlpha;
  D3D11_BLEND_OP BlendOpAlpha;
  UINT8          RenderTargetWriteMask;
} D3D11_RENDER_TARGET_BLEND_DESC;

第一個需要設定為true，以開啟混合狀態；

後面的引數即我們的混合方程中的引數：

SrcBlend、DestBlend分別為源、目標顏色混合因子；

BlendOp為源、目標顏色的混合操作；

SrcBlendAlpha、DestBlendAlpha為源、目標alpha值的混合因子；

BlendOpAlpha為源、目標alpha值的混合操作；

RenderTargetWriteMask為最終混合結果在寫到緩衝區時的掩碼，即用來指定哪些位寫進去，哪些們不能寫。針對該引數有如下列舉型別：

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;

其中，RED、GREEN、BLUE和ALPHA分別表示只允許寫入R、G、B、A部分的值。預設情況下，我們把帶個顏色值替換緩衝區中的值，因此該引數我們指定為D3D11_COLOR_WRITE_ENABLE_ALL。

建立好ID3D11BlendState介面後，通過以下函式來設定為指定的狀態：

void OMSetBlendState(
  [in]  ID3D11BlendState *pBlendState,
  [in]  const FLOAT* BlendFactor,
  [in]  UINT SampleMask
);

第一個引數即建立的介面；

第二個引數為程式設計師手動指定的混合因子，即剛介紹混合因子時，如果指定引數為D3D11_BLEND_BLEND_FACTOR或D3D11_BLEND_INV_BLEND_FACTOR，則使用第二個引數指定的顏色值為了混合因子；

第三個引數為取樣點掩碼。D3D11中的多重取樣可以支援32個取樣點，該引數用來決定”使用/丟棄"哪些取樣點。該引數型別為UINT，32位，其中從最低位到最高位分別代表一個取樣點。比如，如果第5位指定為0，則第5個取樣點將被丟棄。當然，只有當開啟至少5重取樣時該設定才有效。如果當前設定為單個取樣點，則只有最低位才對我們有用。預設情況下，該引數值為0xFFFFFFFF，即對所有采樣點有效。

Voila，使用混合的所有步驟就這些~ 初次接觸是不是覺得有點頭暈？有太多的結構要填，引數名又非常長！ 其實一點也不難，引數名長有一個很大的好處，就是“自解釋”，看到名字一下子就能明白其用意，而且還很容易記住。只要理解了混合的基本原理，這些過程其實是一氣呵成的事。以下是一個開啟混合的例子：

//開啟透明
D3D11_BLEND_DESC transDesc;
//先建立一個混合狀態的描述
transDesc.AlphaToCoverageEnable = false;		//關閉AlphaToCoverage
transDesc.IndependentBlendEnable = false;		//不針對多個RenderTarget使用不同的混合狀態
//因此只設置第一個陣列元素即可
transDesc.RenderTarget[0].BlendEnable = true;
transDesc.RenderTarget[0].SrcBlend = D3D11_BLEND_SRC_ALPHA;
transDesc.RenderTarget[0].DestBlend = D3D11_BLEND_INV_SRC_ALPHA;
transDesc.RenderTarget[0].BlendOp = D3D11_BLEND_OP_ADD;
transDesc.RenderTarget[0].SrcBlendAlpha = D3D11_BLEND_ONE;
transDesc.RenderTarget[0].DestBlendAlpha = D3D11_BLEND_ZERO;
transDesc.RenderTarget[0].BlendOpAlpha = D3D11_BLEND_OP_ADD;
transDesc.RenderTarget[0].RenderTargetWriteMask = D3D11_COLOR_WRITE_ENABLE_ALL;
//建立ID3D11BlendState介面
device->CreateBlendState(&transDesc,&TransparentBS);

//現在可以設定混合狀態了
//先指定混合因子，一般不用它，除非在上面混合因子指定為使用blend factor
float factor[4] = {1.f,1.f,1.f,1.f};
//使用該狀態
deviceContext->OMSetBlendState(TransparentBS,factor,0xffffffff);	//32個取樣點都有效

渲染完後，一般要恢復預設狀態，這時使用NULL引數即可，如下：

deviceContext->OMSetBlendState(0,factor,0xffffffff);

5. 幾種混合的例子

在D3D中通過合理地設定不同的混合狀態，可以實現各種各樣的效果。以下是幾個常見的例子：

5.1 禁止顏色寫入

有時候，在渲染過程中，我們只希望修改深度/模板緩衝區部分，而且希望保持後緩衝區中的原有顏色值，這時修，我們需要“禁止顏色寫入”。

一種方法是把目標混合因子設為D3D11_BLEND_ONE，把源混合因子設為D3D11_BLEND_ZERO，這樣混合方程中源部分相乘後結果為0，目標部分相乘後保持原樣，相加結果仍為原來的顏色，這樣即禁止了顏色的寫入；還有另一種更為直觀的方法是，直接把描述中D3D11_RENDER_TARGET_BLEND_DESC::RenderTargetWriteMask成員設為0，即任何一位都無法寫入。

5.2 把顏色相加、相減

在處理片段時，如果我們希望把片段顏色與後緩衝區中當前顏色值相加。這時，可以通過把源、目標混合因子全部設為D3D11_BLEND_ONE。這樣，在乘以相應的混合因子後，源、目標顏色保持不變。對於混合操作，如果是實現相加，可以設定為D3D11_BLEND_OP_ADD，如果為相減，可以設定為D3D11_BLEND_OP_SUBTRACT或D3D11_BLEND_OP_REV_SUBTRACT（取決於源顏色值減目標顏色值，還是相反）。

5.3 把顏色相乘

如果希望把片段顏色值與後緩衝區中對應的當前值相乘，可以設定目標混合因子為D3D11_BLEND_SRC_COLOR，而把源混合因為設為D3D11_BLEND_ZERO。這樣，混合方程中源部分變為0，對於目標部分，由於混合因子是片段的顏色值，因為目標顏色乘以混合因子，實際上就是目標顏色與源顏色相乘了。至於混合操作，設定為相加即可，即D3D11_BLEND_OP_ADD。

5.4 透明效果

有時候，我們需要渲染透明的物體，比如玻璃。透過玻璃，我們可以看見其後面的物體。一般情況下，實現透明效果時，我們需要用到該物體的alpha值。比如對於alpha為0.4，意思是該物體60%透明，即最終我們觀察到的顏色40%來自該物體，60%來自其後面的物體。要實現這種效果，我們可以為源顏色指明混合因子為D3D11_BLEND_SRC_ALPHA，即該片段對應的alpha值，目標因子設為D3D11_BLEND_INV_ALPHA。混合操作設定相加：D3D11_BLEND_OP_ADD。這時，比如透明物體的alpha值為0.25，即源混合因子為0.25，目標混合因子為0.75。

6. 使用“透明”效果時的注意事項

在場景中包含透明物體時需要額外注意的是，要先渲染不透明物體，然後把透明物體由遠到近逐個渲染。

原因很簡單，如果很渲染了透明物體，這樣當渲染該透明物體後面的物體時，將無法通過深度測試而被丟棄，從而導致無法再看到透明物體後面的物體。

7. 示例程式

在本節的示例程式中，演示的是水面的透明效果。場景為一個很大的水池，透過水麵，可以看到水池底部以及水中的物體。當然，這裡的水面僅僅是靜態的水面，沒有任何波動效果。以下是程式截圖：

操作說明：滑鼠左鍵按下旋轉螢幕，右鍵按下調整鏡頭遠近。

以下是示例程式原始碼：