为啥Unity的混合模式在不同的blend factor下表现不同？

Unity混合模式在不同Blend Factor下的差异性解析

在Unity游戏开发中，混合模式（Blend Mode）是控制半透明物体渲染的核心机制。它决定了源像素（新绘制的像素）如何与目标像素（已经存在于帧缓冲中的像素）进行混合，从而产生最终的颜色效果。尽管Unity提供了多种预定义的混合模式，但每种模式的表现并非一成不变，而是会受到Blend Factor（混合因子）的显著影响。理解这种影响，对于实现复杂的视觉效果、优化性能以及避免潜在的渲染问题至关重要。

混合模式本质上是一组数学公式，用于计算源像素和目标像素的加权组合。这些公式涉及到源颜色（Source Color）、目标颜色（Destination Color）、源Alpha（Source Alpha）和目标Alpha（Destination Alpha）等多个参数。Blend Factor，又称为混合因子，正是控制这些参数权重的关键。它允许我们根据需要调整源颜色和目标颜色在最终结果中的贡献比例，从而创造出丰富多样的视觉效果。

为了深入理解这种差异性，我们首先需要了解常见的混合模式及其对应的数学公式。例如，最常用的Blend Mode之一是`Alpha Blend`，其基本公式如下：

最终颜色 = 源颜色 * 源Alpha + 目标颜色 * (1 - 源Alpha)

在这个公式中，源Alpha直接作为源颜色的权重，而(1 - 源Alpha)作为目标颜色的权重。如果我们将Blend Factor设置为不同的值，比如设置为`SrcAlpha`或`OneMinusSrcAlpha`，那么公式会变成如下形式：

最终颜色 = 源颜色 * SrcAlpha * 源Alpha + 目标颜色 * (1 - 源Alpha)

或

最终颜色 = 源颜色 * OneMinusSrcAlpha * 源Alpha + 目标颜色 * (1 - 源Alpha)

可以看出，Blend Factor通过与源Alpha相乘的方式，改变了源颜色的权重，从而影响了最终的混合结果。更复杂的混合模式，比如`Additive Blend`，其公式如下：

最终颜色 = 源颜色 + 目标颜色

如果应用Blend Factor，例如`SrcAlpha`，则公式变为：

最终颜色 = 源颜色 * SrcAlpha + 目标颜色

在这种情况下，源颜色的贡献被源Alpha缩放，使得半透明的源像素可以产生更细腻的叠加效果，避免了完全不透明的叠加可能导致的过曝问题。

之所以不同的Blend Factor会导致不同的表现，主要原因在于它们控制了源颜色和目标颜色在混合过程中的贡献比例。不同的应用场景需要不同的贡献比例。例如，在模拟烟雾或火焰等效果时，我们通常希望源像素（火焰或烟雾）对最终颜色产生较大影响，而背景像素的影响较小。这时，我们可以使用`One`或`SrcAlpha`作为源Blend Factor，让源颜色具有较高的权重。

另一方面，在处理GUI元素或粒子效果时，我们可能需要更精细的控制。例如，在制作一个渐隐的按钮时，我们需要根据按钮的透明度来调整源颜色和目标颜色的混合比例。这时，使用`SrcAlpha`作为源Blend Factor，并配合调整源Alpha值，可以实现平滑的渐隐效果。如果Blend Factor不合适，比如使用`One`，按钮的透明度变化可能不够自然，甚至出现颜色突变。

此外，不同的Blend Factor还会影响混合操作的性能。一些Blend Factor，比如`Zero`或`One`，可以简化混合操作，因为它们将源颜色或目标颜色完全忽略。这在某些情况下可以提升渲染效率。然而，更复杂的Blend Factor，比如`SrcAlphaSaturate`，需要更多的计算，可能会降低性能。因此，在选择Blend Factor时，需要在视觉效果和性能之间进行权衡。

Unity还提供了`BlendOp`参数，用于控制混合操作的方式，例如加法、减法、乘法等。Blend Factor与BlendOp结合使用，可以实现更高级的混合效果。例如，可以使用`BlendOp.Add`和`SrcAlpha`作为源Blend Factor，实现标准的Alpha Blend效果。而使用`BlendOp.Subtract`和`One`作为源Blend Factor，可以实现减色混合效果，用于模拟负片或遮罩等效果。

在实际开发中，理解不同Blend Factor的含义和作用，需要大量的实验和经验积累。可以通过调整材质球中的混合模式和Blend Factor参数，观察渲染结果的变化，从而加深理解。同时，可以参考Unity官方文档和社区资源，学习各种混合模式的应用技巧和最佳实践。

总结来说，Unity混合模式在不同的Blend Factor下表现不同，是因为Blend Factor控制了源颜色和目标颜色在混合过程中的权重。选择合适的Blend Factor，需要根据具体的应用场景和视觉效果需求进行权衡。理解Blend Factor的原理和作用，可以帮助开发者实现更复杂、更精美的视觉效果，并优化渲染性能，最终提升游戏的用户体验。