OpenGL透明与混色效果

一、理论讲解

在OpenGL中，物体透明技术通常被叫做混合(Blending)。

透明是物体（或物体的一部分）非纯色而是混合色，这种颜色来自于不同浓度的自身颜色和它后面的物体颜色。

一个有色玻璃窗就是一种透明物体，玻璃有自身的颜色，但是最终的颜色包含了所有玻璃后面的颜色。这也正是混合这名称的出处，因为我们将多种（来自于不同物体）颜色混合为一个颜色，透明使得我们可以看穿物体。

透明物体可以是完全透明（它使颜色完全穿透）或者半透明的（它使颜色穿透的同时也显示自身颜色）。一个物体的透明度，被定义为它的颜色的alpha值。alpha颜色值是一个颜色向量的第四个元素，当alpha值是0.0时就表示物体是完全透明的，alpha值为0.5时表示物体的颜色由50%的自身的颜色和50%的后面的颜色组成。

我们之前所使用的纹理都是由3个颜色元素组成的：红、绿、蓝，但是有些纹理同样有一个内嵌的aloha通道，它为每个纹理像素(Texel)包含着一个alpha值。这个alpha值告诉我们纹理的哪个部分有透明度，以及这个透明度有多少。

要使用OpenGL的混合功能，只需要调用：glEnable(GL_BLEND);即可；要关闭OpenGL的混合功能，只需要调用：glDisable(GL_BLEND);即可。

为了在场景中增加光照，需要执行以下步骤：

1. 设置一个或多个光源，设定光源的有关属性；
2. 选择一种光照模型；
3. 设置物体的材质属性及色彩的Alpha色彩混合属性值。

二、示例代码

#include "stdafx.h"
#include <gl/glut.h>
#pragma comment(lib, "glut32.lib")

void Initialization()
{
    glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);

    GLfloat lightSpecular[] = { 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 };
    GLfloat lightPosition[] = { 0.5, 0.5, 4.0, 0.0 };

    glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA); //指定混合函数
    glShadeModel(GL_SMOOTH);

    glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, lightSpecular);
    glMaterialf(GL_FRONT, GL_SHININESS, 100.0);
    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, lightPosition);

    glEnable(GL_BLEND);        //启用混合状态
    glEnable(GL_LIGHTING);        //启用光照
    glEnable(GL_LIGHT0);        //打开光源0
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);    //启用深度检测
    glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);//材质跟踪当前绘图色
}

void OnDisplay(void)
{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);  //双缓冲机制 

    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity(); 

    glPushMatrix();   //装载
    {
        glTranslatef(0.0f, 0.0f, -3.0f);
        glColor4f(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
        glutSolidTorus(1.0f, 2.0f, 30.0f, 30.0f);//绘制圆环
    }
    glPopMatrix();  //装出


    glPushMatrix();
    {
        glTranslatef(1.0f, 1.0f, 3.0f);
        glColor4f(0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.5);
        glutSolidSphere(2.0f, 30.0f, 30.0f);//绘制球体
    }
    glPopMatrix();

    glPushMatrix();
    glTranslatef(-1, -1, 4);
    glColor4f(0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.5);
    glBegin(GL_QUADS);  //绘制四边形
    glVertex3f(0, 0, 0);
    glVertex3f(5, 0, 0);
    glVertex3f(5, 5, 0);
    glVertex3f(0, 5, 0);
    glEnd();
    glPopMatrix();

    glPushMatrix();
    glColor4f(0.0f, 1.0f, 1.0f, 0.5);
    glTranslatef(-1, -1, 5);
    glRotatef(60, 0, 0, 1);
    glBegin(GL_QUADS);
    glVertex3f(0, 0, 0);
    glVertex3f(5, 0, 0);
    glVertex3f(5, 5, 0);
    glVertex3f(0, 5, 0);
    glEnd();
    glPopMatrix();

    glutSwapBuffers();
}

void OnReShape(int w, int h)
{
    glViewport(0, 0, w, h);

    glMatrixMode(GL_PROJECTION); //将当前矩阵指定为投影模式
    glLoadIdentity();

    if (h != 0)
    {
        GLfloat aspect = GLfloat(w) / GLfloat(h);

        if (w < h)
        {
            glOrtho(-6.0f, 6.0f, -6.0f * aspect, 6.0f * aspect, -6.0f, 6.0f);//三维正交投影
        }
        else
        {
            glOrtho(-6.0f / aspect, 6.0f / aspect, -6.0f, 6.0f, -6.0f, 6.0f);
        }
    }
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
}


void main(int argc, char* argv[])
{
    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);
    glutInitWindowSize(600, 480);
    glutCreateWindow("OpenGL透明");

    glutReshapeFunc(OnReShape);
    glutDisplayFunc(OnDisplay);

    Initialization();
    glutMainLoop();  //主程序循环
}

效果如下：

三、总结

进一步了解OpenGL程序的光照与材质参数的设置方法，并能使用alpha透明度参数实现不同几何对象的视觉色彩混合效果。