GameMaker8.0 :新手教程 Part 22 -混色-

GameMaker8.0 :新手教程 Part 22 -混色-

1、颜色的混合

细心的GMer可能已经发现，在GM8的图像编辑器中，有“颜色模式”一选项，可选择“混合”或是“替换”。

当选择颜色的透明度为255时，“混合”和“替换”是没有区别的，都是用新的颜色取代旧的颜色。
但是如果新颜色的透明度不是255，而是半透明，比如120，那么“混合”模式下，会将新颜色与原本的颜色进行混合，比如要画上去的颜色是(0, 0, 255, 120)（请参考第十章RGBA相关信息），原本的颜色是(255, 0, 0, 120)，那么混合之后的颜色是(87, 0, 167, 183)。
这个混合是如何计算得到的呢？
首先，我们要把所有值压缩到0~1之间，也就是说让所有值都除以255，例如上述的(0, 0, 255, 120)压缩为(0, 0, 1, 0.47)，(255, 0, 0, 120)压缩为(1, 0, 0, 0.47)，(87, 0, 167, 183)压缩为(0.34, 0, 0.65, 0.72）。
然后，我们要规定一下符号，s代表source，即你要画上去的颜色，d代表destanition，即原本的颜色，o代表output，最终得到的颜色，R代表Red，G代表Green，B代表Blue，A代表Alpha。将一个大写字母和一个小写字母组合，如Rs，代表要画上去的颜色的Red的值。为了更好的理解，我们将上面举的例子用符号来表示出来：
Rd = 1, Gd = 0, Bd = 0, Ad = 0.47,
Rs = 0, Gs = 0, Bs = 0.47, As = 0.47,
Ro = 0.34, Go = 0, Bo = 0.65, Ao = 0.72。
请一定要记住这十二个符号每一个所代表的含义，因为我们后面都将用这十二个符号来讲解混色。
最后，查询wiki百科得知，GM的图像编辑器所使用的混色计算方式为：
Ao = As + Ad * (1 - As)
Ro = (Rs * As + Rd * Ad * (1 - As)) / Ao
Go = (Gs * As + Gd * Ad * (1 - As)) / Ao
Bo = (Bs * As + Bd * Ad * (1 - As)) / Ao
可以自己动手做做实验，看看是不是这样。

2、混合因素

混色的计算方式可以有很多种，并非只有上面所讲的那种。只要输入一个source，一个destination，经过一定的计算得到output的过程，都可以称之为混色。
事实上，所有的混色计算都可以总结为下面一个公式：
Ro = Rs * a1 + Rd * b1
Go = Gs * a2 + Gd * b2
Bo = Bs * a3 + Bd * b3
Ao = As * a4 + Ad * b4
在这之中，(a1, a2, a3, a4)和(b1, b2, b3, b4)就是两个混合因素(factor)，(a1, a2, a3, a4)称为source的混合因素，(b1, b2, b3, b4)称为destination的混合因素。注意，如果计算的值大于1，则视为1。
同样是拿GM的图像编辑器举例子，它的两个混合因素分别是(As / Ao, As / Ao, As / Ao, 1)和(Ad * (1 - As) / Ao, Ad * (1 - As) / Ao, Ad * (1 - As) / Ao, 1 - As)。注意，这个混合因素是很特别的，它无法用代码来实现。
GM所提供的混合因素有：
bm_zero: 混合因素是 (0, 0, 0, 0)
bm_one: 混合因素是 (1, 1, 1, 1)
bm_src_color: 混合因素是 (Rs, Gs, Bs, As)
bm_inv_src_color: 混合因素是 (1 – Rs, 1 – Gs, 1 – Bs, 1 – As)
bm_src_alpha: 混合因素是 (As, As, As, As)
bm_inv_src_alpha: 混合因素是 (1 – As, 1 – As, 1 – As, 1 – As)
bm_dest_alpha: 混合因素是 (Ad, Ad, Ad, Ad)
bm_inv_dest_alpha: 混合因素是 (1 – Ad, 1 – Ad, 1 – Ad, 1 – Ad)
bm_dest_color: 混合因素是 (Rd, Gd, Bd, Ad)
bm_inv_dest_color: 混合因素是 (1 – Rd, 1 – Gd, 1 – Bd, 1 – Ad)
bm_src_alpha_sat: 混合因素是 (f, f, f, 1); 其中f = min(As, 1 – Ad)
注意：虽然有些因素的名字带了src或者dest，但是这并不意味着只有source能使用src因素或者只有destination能使用dest因素，所有因素都是source和destination共用的。

3、设置混色模式

draw_set_blend_mode_ext(src, dest) 这个函数用来设置混色模式。参数src填写source的混合因素，参数dest填写destination的混合因素。
注意，这是一个全局设置，一旦启用，整个游戏都会使用这个混色模式，所以在使用完，请恢复混色模式到默认状态，默认状态的混合因素为draw_set_blend_mode_ext(bm_src_alpha, bm_inv_src_alpha);，你也可以使用draw_set_blend_mode(bm_normal);，两个代码等效。
注意：由于GM8的窗口并不是半透明的，因此，如果你在屏幕上进行混色绘制时，得到的Ao往往会被忽略，而强制设置为1。但是，如果你是在表面（surface）上进行混色绘制，则会保留Ao。
draw_set_blend_mode(mode) 这个函数是上面这个函数的简化版，参数只能选填bm_mormal，bm_add，bm_subtract, bm_max四个参数。这是GM8提供的四种比较常用的混合因素组合方式，你可以完全使用draw_set_blend_mode_ext来代替。
bm_mormal对应(bm_src_alpha, bm_inv_src_alpha)
bm_add对应(bm_src_alpha, bm_one)
bm_subtract对应(bm_zero, bm_inv_src_color)
bm_max对应(bm_src_alpha, bm_inv_src_color)
bm_normal就是正常的混色方案，当不设置混色模式时GM8的默认混合因素。
bm_add是对颜色的叠加，瞎眼特效必备。
在制作弹幕游戏的时候，给弹幕用上bm_add，就能让弹幕看起来非常炫丽。（只适用于黑色或偏暗的背景色）
在用圆球spr组成文字的时候，bm_add能消除圆球spr的重叠，视觉效果更好。
总之，bm_add是混色中最常用的一种模式，经常活跃在各种特效之中。
例如：https://www.bilibili.com/video/av3877543/
bm_subtract多用于表面（surface）之中，可以在表面上“挖洞”，下一章就会了解到。
bm_max和bm_add效果比较接近，混合因素略有不同，destination的权重相比bm_add要更低，因此可以用来去除黑色底色。
假设你有一张素材图，但是他有黑色底色难以去除

事实上，你无需去除它的黑色底色，直接导入GM8中，假设精灵名为sprFire，绘制它时在draw事件内写：
bm_max的混色会自动帮你去除黑色底色：

举例：区域反色效果
效果如下：

很容易推出，反色就是：
Ro = 1 - Rd, Go = 1 - Gd，Bo = 1 - Bd。由于屏幕上透明度强制为1，所以Ao的值可以不考虑。
因此，我们设置混合因素：source为bm_inv_dest_color，即(1 – Rd, 1 – Gd, 1 – Bd, 1 – Ad)，dest为bm_zero，即(0, 0, 0, 0)，然后再绘制上纯白色的图案，由于纯白色就是(1, 1, 1, 1)，所以Rs，Gs，Bs，As均为1，带入方程中就可以解出：
Ro = 1 * (1 - Rd) + Rd * 0 = 1 - Rd。Go和Bo同理。
上面说过，由于GM8的窗口不能半透明，所以实际上Ao总是强制设置为1，因此，直接使用混色能实现的功能比较有限。要想真正发挥混色的能力，那么就要用到可以储存Ao值的表面（surface），表面就是我们下一章所要的内容。可以说，表面+混色是GM8高端特效的绝对主力，在GMS1/2中则引入了更加高端的shader（同时也更加复杂难懂）来实现特效。

4、绘制函数中的混色

有些绘制函数中有混色的参数，例如：
draw_sprite_ext(sprite, subimg, x, y, xscale, yscale, rot, color, alpha)中的color参数，再比如draw_sprite_general(sprite, subimg, left, top, width, height, x, y, xscale, yscale, rot, c1, c2, c3, c4, alpha)提供了c1~c4四个参数，代表左上角，右上角，右下角，左下角的渐变混色。
这种混色模式的因素为(bm_dest_color, bm_zero)，或者(bm_zero, bm_src_color)，两种混色模式的效果是相同的。
混色结果为：
Ro = Rs * Rd
Go = Gs * Gd
Bo = Bs * Bd
Ao = As * Ad（实际上强制设置为1）