關於混合（Blend）和浮點紋理的一件小事
阿新 • • 發佈：2019-01-04
最近在寫一個系統模擬程式，需要儘可能真實地模擬人眼因瞳孔而產生的聚焦效果。我不知道遊戲裡的景深效果一般是怎麼做的，不過猜測應該是使用深度緩衝加模糊特效吧，但是我這裡是不能這麼用的。
於是就打算在瞳孔上取樣若干點，對應這些點產生若干相機，最後將影象疊加的做法。也就是glLookAt裡前三個引數根據瞳孔取樣位置改變；中間三個引數，也就是對焦點不變：
gluLookAt(eye.x, eye.y, eye.z, focus.x, focus.y, focus.z, 0.0, 1.0, 0.0);這樣子，只要程式中調節focus的位置，就能對焦到不同的位置上。
於是建立一個FBO，用於得到單個取樣點的渲染畫面，渲染到紋理。然後迴圈取樣次數，每次用glBlend來對取樣點得到的畫面進行混合：
glBlendColor(1.0, 1.0, 1.0, 1.0/pupil.samples);
glBlendFunc(GL_CONSTANT_ALPHA, GL_ONE);
glEnable(GL_BLEND);用glBlendColor來計算一個平均的透明度，然後用GL_CONSTANT_ALPHA和GL_ONE的組合。實現每畫一張FBO紋理就將這張紋理按螢幕大小疊到原有畫面上去。
但是問題出現了。當取樣點比較少時可能看不出來，但是取樣點一多，比方說50個，顏色就變得很奇怪，過渡變得不均勻。想了想，應該是這麼算透明度時，由於顏色是256級整數，在計算過程中除不盡的小數都被抹掉了，導致了誤差累積。50次疊加之後，實際上畫面顏色只有256/50=5級了。
一開始不知道怎麼辦，甚至想把所有采樣點都建一個紋理，用多重紋理扔到glsl裡去算。但是想想，要是我想設幾百個取樣點呢？
於是想到了浮點紋理。在建立用於FBO渲染的紋理時，用到的一句glTexImage2D函式，函式的第三個引數internalformat，之前從來都只是設成GL_RGBA，沒細想過其作用。皆因顯示器的32位色正好對應了GL_RGBA，這麼設定本來沒什麼問題。但是對於我現在這種情況，需要對畫素進行細分時，8位的精度根本不夠，因此需要換成浮點數，以得到更準確的結果。
於是可以將這個引數從GL_RGBA換成GL_RGBA16F甚至GL_RGBA32F。這樣紋理在GPU內部就以0~1的16位或者32位浮點數的形式儲存，進行畫素運算時更為準確。