Unity ZTest 深度测试 & ZWrite 深度写入

<转>我也忘了转自哪里,抱歉,感谢原作者

初学Shader,一开始对于渲染队列,ZTest 和 ZWrite一头雾水,经过多方查阅和实验,有了一些自己的理解。发此文与初学Shader的朋友分享,也算是为自己做个笔记。不对或不足之处欢迎指正。

    不说废话,直接进入正题。 

    首先是实验场景,一蓝一红两个Cube。蓝在红前。

Unity ZTest 深度测试 & ZWrite 深度写入_第1张图片

    两个方块所使用的Shader都是最简单的 V&F 着色程序,不同的是蓝色方块alpha返回值为0.6,红色为1。

Unity ZTest 深度测试 & ZWrite 深度写入_第2张图片

     但是蓝色方块并没有丝毫透明的效果,这时我们在蓝色方块的Shader内加上这样一行代码 : 

     Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha 。

Unity ZTest 深度测试 & ZWrite 深度写入_第3张图片

     稍微解释一下,这行指令意思就是将本 Shader 计算出的颜色值(源颜色值,即蓝色) * 源Alpha值(0.6) + 目标颜色值(可以理解为背景色) * (1-0.6),从而让蓝色方块展示出了40%的透明度。

    然后我们看到了这样的效果:

Unity ZTest 深度测试 & ZWrite 深度写入_第4张图片

    似乎有些透明的样子了,但是红色方块还是显示不出来。我们再加上这样一行代码:

     Tags {"Queue" = "Transparent"}

    意思是设置它在渲染队列中的值为 Transparent (透明) = 3000,值越小越先渲染,而后渲染( Queue 值大)的物体会覆盖先渲染的物体(红块未设置 Queue 值,默认为 Geometry(几何体) = 2000)。在理想的世界中,我们应该让远处的物体先渲染,近处的物体后渲染,这样远处的物体就不会遮挡住近的物体。

    接下来我们看到了正确的结果:

Unity ZTest 深度测试 & ZWrite 深度写入_第5张图片

    Queue 其他预定义的值为:Background = 1000 , AlphaTest = 2450,Overlay = 4000。默认值是Geometry 。

    例如:如果我们想让远处的红色方块遮挡住近处的蓝色方块,即让蓝色的先渲染,红色的后渲染,只需将红块的Queue 也设置为 Transparent ,蓝块的Queue值-1。

    然后我们看看效果:

Unity ZTest 深度测试 & ZWrite 深度写入_第6张图片

    好像并没有什么卵用。。。这是为什么呢?

    原因在于这样两条指令:

    虽然我们的代码里并没有这两行,但它们是默认存在的。

     ZTest ,深度测试;LEqual ,小于等于。

     ZWrite ,深度写入,On ,打开。

     ZTest 可取值为:Greater , GEqual , Less , LEqual , Equal , NotEqual , Always , Never , Off,默认是 LEqual,ZTest Off 等同于 ZTest Always。

     ZWrite 可取值为:On , Off,默认是 On。

    系统中存在一个颜色缓冲区和一个深度缓冲区,分别存储颜色值和深度值,来决定画面上应该显示什么颜色。

    深度值是物体在世界空间中距离摄像机的远近。距离越近,深度值越小;距离越远,深度值越大。

    例如在我们的场景中,蓝色方块比红色更靠近相机,蓝块的深度值就比红块小。

    假设蓝块的深度值为 0.5,红块为 0.7。还记得在上面的例子中,我们让蓝块在渲染队列中排在红块前面,系统就先将蓝色值存入了颜色缓冲区中对应的区域,将深度值 0.5 存入了深度缓冲区中对应的区域。接下来渲染红块,系统会将红块的深度值与深度缓冲区中的值进行比较(这个过程就是深度测试),由于默认的 ZTest 深度测试的方式是 LEqual 小于等于,即深度值小于等于 0.5 的颜色才会通过测试。如果通过了测试,且 ZWirte 处于 On 的状态,该颜色的深度值就会替代深度缓冲区中的值,颜色值也会替代颜色缓冲区中的值,从而显示出新颜色。

    很显然,0.7 > 0.5,所以红色并不能通过测试,红块也就不能显示在蓝块前面。

    如果我们硬要远处的红块遮挡住近处的蓝块,很显然,我们应该改变或关闭深度测试,或者关闭深度写入(关闭了深度测试或者深度写入之后,物体颜色的遮挡关系就会和渲染队列一致,即排在后面的会挡住前面的)。

    接下来我们试试关闭蓝块的深度写入:

    得到了想要的结果:

Unity ZTest 深度测试 & ZWrite 深度写入_第7张图片

    再试试单独关闭红块的深度测试,注释蓝块的深度写入:

Unity ZTest 深度测试 & ZWrite 深度写入_第8张图片

    结果还是一样。但如果我们改变红块深度测试的方式呢:

    即深度值大于深度缓冲区中的值就能通过测试,还记得我们假设红块深度值为 0.7,蓝块为 0.5。理论上会得到我们想要的结果:

Unity ZTest 深度测试 & ZWrite 深度写入_第9张图片

    奇怪的是,红块的另一半去哪了?

    答案是被背景挡住了。

    按照距离相机的远近,我们可以假设背景的深度值为 1。在消失的另一半的深度缓冲区中的深度值应该是背景的深度值 1。而我们设置了 ZTest Greater,0.7 < 1,所以红块另一半没有通过深度测试。

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