alpha混合技术

alpha混合技术

alpha混合技术对熟悉游戏的人来说不会陌生，这种技术在如今的游戏特效里已经被用烂了。3D

的游戏就不说了，2D的游戏里，这种技术也是满眼皆是。
　　alpha混合听上去很神秘，实际非常简单，其作用就是要实现一种半透明效果。假设一种不

透明东西的颜色是A，另一种透明的东西的颜色是B，那么透过B去看A，看上去的颜色C就是B和A

的混合颜色，可以用这个式子来近似，设B物体的透明度为alpha(取值为0-1，0为完全透明，1

为完全不透明)

R(C)=alpha*R(B)+(1-alpha)*R(A)
G(C)=alpha*G(B)+(1-alpha)*G(A)
B(C)=alpha*B(B)+(1-alpha)*B(A)

　　R(x)、G(x)、B(x)分别指颜色x的RGB分量。看起来这个东西这么简单，可是用它实现的效

果绝对不简单，应用alpha混合技术，可以实现出最眩目的火光、烟雾、阴影、动态光源等等一

切你可以想象的出来的半透明效果。

　　火光、烟雾的效果是事先做好一个火或雾的图和一个alpha通道图(用过Photoshop的人都该

知道什么是alpha通道)，画上去的时候每点每点计算，得到的就是火光掩映的效果。雾化效果

在3D里还需要模糊一下，在这里就免了，本来alpha混合就有不小的计算量了，算法再不优化再

加上模糊或其它的一些什么原因，那么你就是在看幻灯片了。(关于优化，网上见仁见智，我再

找时候再讲)。

　　动态光源，听起来高深的一塌。那我先讲一下阴影，这个就简单了，以往的游戏也有阴影(

象《仙剑》)，不过我们把它升一下级，从不透明变成半透明而已。就是把一个影子图放在地表

上面作alpha混合(而且可以简化，因为影子的alpha值可以是一定的，这样就可以大幅提高计算

速度)就OK了。

　　该讲动态光源了。我们把没有光源的地方想象成一张黑幕蒙在屏幕上，没光也就什么都看

不到。那么我们就加上一个光源，相当于在黑幕上挖了一个洞，这个洞的大小就是被照亮的范

围，现在我们可以看到下面的东西了。但现在这个效果说是光源，倒不如说是个窗户，要显得

象光源，就要让光源的中心最亮，逐渐向四周暗下去，最后到什么都看不见，这才象个光源。

具体实现就是alpha混合啦，蒙版的颜色是黑，中心alpha值为0，完全透明，到光源的尽头

alpha值为1，完全不透明，成果就是这个样子，象这么回事吧！光源做好了，动态的光源就是

实时生成一个动态的alpha蒙版，然后盖上去就行了。

　　不难吧！游戏里(其实也不只游戏，好多算法也是这样)的一些技术听起来很玄，说通了也

就是那么回事，只不过不是一下子就能想到就是了。

    现在再谈谈Alpha混合。Alpha混合指的是给定两个点P1、P2，其RGB颜色分量分别为

(r1,g1,b1)和(r2,g2,b2)，假定P1位于P2的后面，P2的透明度为a(0%<a<100%)，要求我没透过

点P2看到P1的颜色值是多少。假定该值为P3(r3,g3,b3)，其计算公式如下：
    r3=(1-a)*r2+a*r1;
    g3=(1-a)*g2+a*g1;
    b3=(1-a)*b2+a*b1;
    这就是通常所说的Alpha混合。

 

    优化一下得到：
    r3=r2+a*(r1-r2);
    g3=g2+a*(g1-g2);
    b3=b2+a*(b1-b2);
    少做了一次乘法运算。但由于a为浮点数，运算起来仍然很慢，所以一般不采用上面的公式

，而采用整数级的Alpha混合，如下：
    r2=r2+n*(r1-r2)/256;
    g2=g2+n*(g1-g2)/256;
    b2=b2+n*(b1-b2)/256;
    以上为256级Alpha混合公式，由于VGA/SVGA调色板寄存器为6bits，所以做256色的Alpha混

合意义不大。

 

    而采用一下的64级Alpha混合公式：
    r2=r2+n*(r1-r2)/64;
    g2=g2+n*(g1-g2)/64;
    b2=b2+n*(b1-b2)/64;

 

    进一步优化为L：
    r2=r2+(n*(r1-r2)>>6);
    g2=g2+(n*(g1-g2)>>6);
    b2=b2+(n*(b1-b2)>>6);

 

    仅做了一次乘法运算，这样程序应该能跑得飞快了。

 

    下面给出混合一个点的Alpha算法：
    int Alpha(int p1,int p2,int n)
    {
        int c1[3];
        int c2[3];
        int c3[3];

 

        GETRGB(p1,c1,c1+1,c1+2);
        GETRGB(p2,c2,c2+1,c2+2);

 

        c3[0]=c2[0]+(n*(c1[0]-c2[0])>>6);
        c3[1]=c2[1]+(n*(c1[1]-c2[1])>>6);
        c3[2]=c2[2]+(n*(c1[2]-c2[2])>>6);

 

        return ARGB(c3[0],c3[1],c3[2]);
    }

 

    对半透明混合，可有如下更快的公式：
    r2=r2+((r1-r2)>>1);
    g2=g2+((g1-g2)>>1);
    b2=b2+((b1-b2)>>1);
    这个公式没有乘法和除法，半透明在游戏中运用也很广。

 

    以下是半透明的Alpha混合：
    int Alpha(int p1,int p2,int n)
    {
        int c1[3];
        int c2[3];
        int c3[3];

 

        GETRGB(p1,c1,c1+1,c1+2);
        GETRGB(p2,c2,c2+1,c2+2);

 

        c3[0]=c2[0]+((c1[0]-c2[0])>>1);
        c3[1]=c2[1]+((c1[1]-c2[1])>>1);
        c3[2]=c2[2]+((c1[2]-c2[2])>>1);

 

        return ARGB(c3[0],c3[1],c3[2]);
    }

 

    对于n级Alpha混合中的乘法运算，我们也有办法进一步优化，可以采用移位乘法的技术来

实现快速的乘法运算，但性能提升不大，有兴趣的朋友可以自己查阅相关资料，这里不再详述