SceneKit – 不同的混合模式和片段着色问题

Question

我在其他文章中读到，SceneKit只有两种混合模式，尽管我仍然想知道它们到底是如何工作的以及如何使用它们。

我目前正在尝试使用片段着色器绘制一些抗锯齿圆圈。因此，我想平滑这些圆圈和blur/或fade它们的边缘以使其透明。

使用普通混合模式（不带#transparent），SceneKit 的片段着色器将忽略任何 alpha 值更改，但仍会进行 alpha 混合。Alpha 混合根据材质颜色的 Alpha 值进行。因此，Alpha 混合是可能的，但不能在片段着色器中更改。

为了测试这一点，我使用了一个片段着色器添加，如下所示：

#pragma body
_output.color = vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);

这是创建我的圈子的代码：

#define kDefaultCircleColor [UIColor colorWithRed: 0.5 green: 0.0 blue: 0.0 alpha: 0.5]

NSMutableDictionary *shaders = [NSMutableDictionary dictionary];
shaders[SCNShaderModifierEntryPointFragment] = [[NSString alloc] initWithContentsOfURL: [[NSBundle mainBundle] URLForResource: @"test" withExtension: @"shader"] encoding: NSUTF8StringEncoding error: NULL];

MLCircleNode *circNode1 = [MLCircleNode node];
circNode1.radius = 50;
circNode1.position = SCNVector3Make(100, 400, 0);
circNode1.color = kDefaultCircleColor;
circNode1.lineWidth = 15.0;
circNode1.geometry.firstMaterial.shaderModifiers = shaders;
[_baseNode addChildNode: circNode1];

MLCircleNode *circNode2 = [MLCircleNode node];
circNode2.radius = 50;
circNode2.position = SCNVector3Make(125, 400, -1);
circNode2.color = kDefaultCircleColor;
circNode2.lineWidth = 15.0;
circNode2.geometry.firstMaterial.shaderModifiers = shaders;
[_baseNode addChildNode: circNode2];

这就是结果。正如您所看到的，应用了片段着色器的颜色更改，但未应用 alpha 值更改，这会导致透明度为 50% 的白色。

我会通过在着色器中添加 #transparent 来使用透明混合模式来实现所需的效果，但这里我也遇到了一些问题。#transparent混合模式的透明材质的颜色与默认混合模式的透明材质的颜色不同（我猜这是由于使用了（GL_ONE，GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA），但我不确定）。#opaque 混合模式的结果与这两种模式不同。

以下图像之间的区别只是在片段着色器修改器中添加#transparent或添加#opaque：

没有任何添加。

与#transparent

与#opaque

感谢您阅读到目前为止这篇长文章，现在是有趣的部分，问题！

1）第一个例子中的颜色是在哪里计算的？我在片段着色器中设置了颜色 (1.0, 1.0, 1.0, 1.0)，但我看到的是 50% alpha 混合的白色，这怎么可能？我想了解这里的着色过程是如何工作的、颜色从何而来以及 alpha 值从何而来，这样我就知道如何有效地使用它。

2) 为什么使用非#transparent 混合和#transparent-blending 时颜色会发生变化？这是否意味着 SceneKit 中有第三种混合模式？

3）如何同时使用两种不同的混合模式？例如，我想要一些节点可以在片段着色器中更改其 alpha 值，因此这些节点将使用#transparent。其他人不应该使用它，但尽管它们应该具有相同的颜色。如何解决这两种混合模式之间的颜色变化？

4) 为了让我的圆的 smoothstep alpha 绘图正常工作，您建议做什么？