Computer Graphics

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Computer Graphics

Marco Tarini Università dell’Insubria

Facoltà di Scienze MFN di Varese Corso di Laurea in Informatica Anno Accademico 2012/13

Lezione Lezione Lezione

Lezione 15: 15: 15: 15: alpha blending

M a r c o T a r i n i ‧ C o m p u t e r G r a p h i c s ‧ 2 0 1 2 / 1 3 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

Semitrasparenze: come?

+ 0.5 x

0.5 x =

+ 0.25 x

0.75 x =

+ 0.75 x

0.25 x =

Semitrasparenze: come?

+ α x

(1- α ) x =

+ α x

(1- α ) x =

+ α x

(1- α ) x =

vecchia:

(già sul buffer)

nuova:

che sovrascrivo

α = 0.25

α = 0.5

α = 0.75

risultato

α

_{= livello}

di trasparenza

Semitrasparenze: come?

• Quando scrivo un colore nello screen buffer, invece di:

– sovrascrivere il colore vecchio con quello nuovo eseguo:

– “mischio” il colore vecchio con quello nuovo – (cioè: sovrascrivo il col. vecchio

con una interpolazione fra: col vecchio e col nuovo)

• peso dell’interpolaz: il parametro alpha

Alpha Blending

• Semitrasparenze

F ram m enti & a ttr ib u ti & a ttr ib u ti & a ttr ib u ti & a ttr ib u ti in te rp o la ti in te rp o la ti in te rp o la ti in te rp o la ti Ver ti c i & l o ro a ttr ib u ti & l o ro a ttr ib u ti & l o ro a ttr ib u ti & l o ro a ttr ib u ti

Screen buffer Ver ti c i por iettati & a ttr ib u ti & a ttr ib u ti & a ttr ib u ti & a ttr ib u ti co m p u ta ti co m p u ta ti co m p u ta ti co m p u ta ti

rasterizer triangoli set-

up rasterizer segmenti set-

up rasterizer

punti set-

up

c om put az ioni per v er tic e c om put az ioni per f ram m ent o

Alpha Blending

• Il fragment shader dovrà dare in output:

– …un colore RGB e…

– …una profondità e…

– un parametro alpha un parametro alpha un parametro alpha un parametro alpha

• la trasparenza di quel quel quel quel frammento

• E’ la quarta componente del colore:

rgb rgb rgb rgb α

F ram m enti & a ttr ib u ti & a ttr ib u ti & a ttr ib u ti & a ttr ib u ti in te rp o la ti in te rp o la ti in te rp o la ti in te rp o la ti c om put az ioni per f ram m ent o

Screen

buffer

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2 Alpha Blending

• Il colore finale di un frammento consiste di 4 componenti:

– r,g,b r,g,b r,g,b r,g,b,,,, α

• Quando produco un frammento – (che sopravviva al depth test) invece di scriverlo

nello screen buffer (overwrite), scrivo (ad es):

F ram m enti & a ttr ib u ti & a ttr ib u ti & a ttr ib u ti & a ttr ib u ti in te rp o la ti in te rp o la ti in te rp o la ti in te rp o la ti

Screen buffer

c om put az ioni per f ram m ent o

) ( ) , , ( ) 1 ( ) , , ( ) , ,

( r g b finale = r g b vecchio ⋅ − α + r g b nuovo ⋅ α

"alpha blending"

Set dell’attributo alpha (in GLSL)

• Nel fragment shader, l’alpha è

la 4ta componente del colore prodotto in usicta

Es:

oppure:

etc…

gl_FragColor = vec4( red , green , blue , alpha ) ;

gl_FragColor.rgb = vec3( red , green , blue );

gl_FragColor.a = alpha ;

Alpha Blending

• Nota:

l'alpha blending e' una operazione di read-write

su memoria condivisa (come il depth test)

• cautela da parte di chi la implementa in HW...

• alpha blend avviene dopo la fine dello shader, se abilitato

F ram m enti & a ttr ib u ti & a ttr ib u ti & a ttr ib u ti & a ttr ib u ti in te rp o la ti in te rp o la ti in te rp o la ti in te rp o la ti c om put az ioni per f ram m ent o

Screen buffer

Attivare Alpha Blending (in OpenGL)

• Abilitare l'alpha blending:

glEnable(GL_BLEND);

glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA)

• Determinare la funzione di blending:

• ad esempio

significa:

) 1 ( ) , , ( ) ( ) , , ( ) , ,

( r g b finale = r g b nuovo ⋅ α + r g b vecchio ⋅ − α

Nota sulla terminologia

• Il parametro alpha può rappresentare la trasparenza

o l’opacità

– ovviamente: opacità = 1 – trasparenza – Alpha = trasparenza:

– Alpha = opacità:

) ( ) , , ( ) 1 ( ) , , ( ) , ,

( r g b finale = r g b nuovo ⋅ − α + r g b vecchio ⋅ α

) 1 ( ) , , ( ) ( ) , , ( ) , ,

( r g b finale = r g b nuovo ⋅ α + r g b vecchio ⋅ − α

Alpha Blending con OpenGL

• Altre compinazioni possibili!

glBlendFunc( source_factor , dest_factor )

GL_ZERO, GL_ONE,

GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_COLOR,

GL_DST_ALPHA, GL_ONE_MINUS_DST_ALPHA

GL_DST_COLOR, GL_ONE_MINUS_DST_COLOR,

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3 Screen buffer

Alpha Blending

• Posso avere 4 componenti anche nello screen buffer

– nel caso, posso usare l'alpha letto dallo screen buffer oltre a

quello prodotto dal frammento F ram m enti & a ttr ib u ti & a ttr ib u ti & a ttr ib u ti & a ttr ib u ti in te rp o la ti in te rp o la ti in te rp o la ti in te rp o la ti

^componenti

R G B

componente

c om put az ioni per f ram m ent o α

alpha dello screen buffer

=

alpha "di destinazione"

alpha del frammento

= alpha "sorgente"

Alpha Blending

• Problema (grave):

alpha blending è ORDER DEPENDENT ORDER DEPENDENT ORDER DEPENDENT ORDER DEPENDENT

• Per oggetti semi-trasparenti, l'ordine in cui mando le primitive di rendering torna ad essere determinante

(con o senza il depth test!)

• (Perchè?)

F ram m enti & a ttr ib u ti & a ttr ib u ti & a ttr ib u ti & a ttr ib u ti in te rp o la ti in te rp o la ti in te rp o la ti in te rp o la ti c om put az ioni per f ram m ent o

Screen buffer

Infine: "alpha test" (o: “alpha kill”)

• Se un frammento é troppo trasparente, scartiamolo (nel fragment shader):

if ( alpha < k) then scarta frammento

• Note:

– E' un test facile facile

– Non è read-write in memoria condivisa

– Prima viene fatto, più operazioni risparmio (se scarto) – Indipendente dall'ordine delle primitive (order independent! ☺ ) – E’ un test molto efficiente

– se scarta, non si aggiorna neanche il depth buffer

“alpha test” (in GLSL)

float alpha = ... ;

if ( alpha < 0.01 ) discard;

(frammento passa il test se più opaco dell'1%)

(frammenti più trasparenti dell'1%

vengono scartati) Per es...

Texture mapping e Alpha Test

• In una tessitura, ogni texel può avere anche (o, solo) una componente alpha

– "opacity maps", "alpha maps"

"RGBA maps"

• Un canale alpha può

anche essere composto di soli – 1 completamente opaco – 0 completamente trasparente

• frammenti corrispondenti cassati dall'alpha alpha alpha alpha----test test test test ☺