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模型材质 Alpha 渲染参考

接口、配置和调用参考。原理说明见 render-alpha-passes.md。

模型材质现在按 glTF/通用材质的 alpha contract 分成三类:

类别 GPU 状态 Fragment 行为 顺序
OPAQUE 不混合、写深度 忽略采样 alpha,输出 1 AFTER_ENTITIES priority 0
MASK 不混合、写深度 低于材质 alphaCutoff 的 fragment discard,其余输出 1 AFTER_ENTITIES priority 1
BLEND OIT accumulation/revealage、不写深度 仅丢弃 <= 1/255 的近似不可见 alpha,保留实际 alpha AFTER_TRANSLUCENT_BLOCKS,WBOIT 无需排序

BackendInstance 为每个非空 pass 创建独立的 FlatModelData 和 vertex buffer, 因此一个模型含有多种材质时不会把不兼容的几何重复绘制到错误的 RenderType。 OPAQUE/MASK 可以继续进入 global batch,但 batch key 包含 alpha pass;BLEND 不进入 global batch,避免把 OIT 两次几何提交和普通批处理状态混在一起。

glTF 的 alphaMode 和 alphaCutoff 由 GltfMaterialData 传到后端。没有透明度 contract 的旧 loader 默认使用 OPAQUE;PMX loader 根据 diffuse alpha 和纹理 alpha 推断 OPAQUE/MASK/BLEND。

BLEND 的非 Iris 路径是两次几何子 pass 的 weighted-blended OIT(WBOIT):第一遍把 color * alpha * weight 与 alpha * weight 加到 RGBA16F accumulation,第二遍把 1 - alpha 乘入 R16F revealage。两遍都使用从主 framebuffer 复制的场景深度,只测深度 而不写深度;最后 fullscreen resolve 计算 color = accumulation.rgb / accumulation.a、alpha = 1 - revealage,再以 straight-alpha source-over 合成回主目标。因此 KasugaLib 的 BLEND 几何在这条路径上 不依赖远到近提交顺序。

启用 Iris shaderpack 时也使用同一套 accumulation/revealage/resolve 目标,但保留 Iris 的 entities_translucent shader 来产生材质、PBR、光照和雾化后的 straight-alpha 颜色。由于 无法在不改 shaderpack 的情况下向其 fragment shader 注入 Kasuga 的深度权重,Iris 路径 使用权重为 1 的常权重 WBOIT:RGB 以 SRC_ALPHA, ONE 累积,A 以 ONE, ONE 累积, revealage 仍为 ZERO, ONE_MINUS_SRC_ALPHA。Iris 1.8.12 的 translucent entity shader 自带 0.1 alpha test,低于 MASK 常用的 0.5 cutoff。

Iris 会在每次 ShaderInstance.apply() 中绑定 shaderpack gbuffer 并可覆盖 blend state, 所以 Kasuga 在 apply 后、draw 前重新绑定 OIT attachment,并显式恢复 blend equation、 blend factors、color/depth mask。场景深度从 Iris 的 after-translucent default framebuffer 复制,resolve 也回写同一个 framebuffer;只允许专用的 OIT composite shader 绕过 Iris unknown-shader guard,不放宽其他 mod shader 的兼容策略。

WBOIT 是近似算法,不是精确的任意层 source-over,也不把 vanilla 水面或 shaderpack 的透明片元纳入同一个 OIT 方程;当前阶段仍是 AFTER_TRANSLUCENT_BLOCKS,所以它的 作用域是“KasugaLib BLEND 层叠加到已经完成的场景”。浮点目标不可用、Iris pipeline 没有可绑定的 world framebuffer 或运行时 framebuffer 操作失败时,安全回退到旧的 远到近排序路径。Iris OIT 只 resolve 主颜色;依赖自定义额外 gbuffer 通道表达透明材质的 shaderpack 仍可能需要 pack 专用集成。

MASK 的材质 alphaCutoff 与 BLEND 的 1/255 近零工作 cutoff 是两个独立概念:前者 决定是否写入深度,后者只移除几乎不可见的 OIT 工作项。

可视化验收场景(contentTesting)

开发客户端中可以用 /ksglib debug oit 启用固定相机相对的 OITVisualTestScene。场景将画面分成 A-F 六个区域:

区域 验证内容
A OPAQUE 几何和场景深度,后面的红色 BLEND 不应穿过实体块
B 人工 alpha ramp;alpha < 0.5 必须 discard,保留部分必须写深度
C 深度关系左右反转的红/蓝交叉面,普通对象排序不可能两侧同时正确
D 不规则 opaque wall 前后的两层透明面,检查 depth copy、depth test 和 depth write=OFF
E 12 个彩色透明面,提交顺序按 deterministic permutation 改变
F 透明模型叠加到当前场景(可站在原版水面上观察)的 stage/framebuffer 回归

快捷键:F6 切换 WBOIT 与排序 fallback,F7 切换 normal/reverse 提交顺序, F8 循环 FINAL → ACCUM_RGB → ACCUM_WEIGHT → REVEALAGE → COPIED_DEPTH。 HUD 会显示实际路径;因此 Iris、能力不足或 OIT 失败时不会误把 sorted fallback 当成 WBOIT。

可用命令:

/ksglib debug oit
/ksglib debug oit mode oit|sorted
/ksglib debug oit order auto|normal|reverse|rotate|shuffle
/ksglib debug oit buffer final|accum_rgb|accum_weight|revealage|depth

/ksglib debug oit capture 会依次保存 oit_normal.png、oit_reverse.png、sorted_normal.png、sorted_reverse.png 到开发客户端的 screenshots/kasuga_oit_visual/,并计算

E_oit = mean(abs(oit_normal - oit_reverse))
E_sorted = mean(abs(sorted_normal - sorted_reverse))

验收条件是 E_oit < 1/255 且 E_sorted 至少大于 2/255 并显著高于 E_oit。这不是要求 WBOIT 等于精确 source-over ground truth,而是检查它的 提交顺序独立性;浮点加法的微小非结合误差不应被当作失败。