Unity中的层级以及渲染顺序

0x00 写在前面
在使用unity3d开发游戏项目时,层级的问题往往伴随着UI的开发,而在引入了3D模型、粒子特效后,层级的问题就变得有些扑朔迷离了,甚至会牵扯到Unity的渲染顺序。本篇主要从UGUI的角度出发,浅析UGUI中影响层级的因素。后续会分析UI与3D对象,UI与粒子特效之间层级的关系。

0x01 影响层级的因素
前提条件:
- Camera-Clear Flags
- Canvas-Render Mode

影响层级的因素:

  • Camera
    • depth
  • Canvas
    • Hierarchy中的排列顺序
    • sorting layer
      • order in layer
  • Shader中的RenderQueue

0x02 Camera中的Clear Flags
skybox
屏幕上的空白处将会以以当前camera的skybox填充。
solid color
屏幕上的空白处将会以当前camera的background color填充。
Depth only
每次绘制前,只是清空深度缓冲区,但是并没有清空颜色缓冲区。(一般适用于多个camera的情况)
Don’t Clear
该模式不清除任何颜色或者深度缓存。每帧绘制在下一帧之上,造成涂片效果

camera的clear Flags选定Don’t Clear 或者 当我们只有一个camera时选定Depth only 会出现以下涂片效果:
Unity中的层级以及渲染顺序_第1张图片

参考资料:https://docs.unity3d.com/Manual/class-Camera.html

0x03 Canvas的Render Mode
Render Mode主要用于定义UI如何渲染于屏幕之上。通常一个Scene只需一个Canvas即可,不过Canvas自身也是支持嵌套的,默认情况下,子Canvas与父Canvas的Render Mode保持一致。
Screen Space-Overlay
此模式下,Canvas会被缩放以适应屏幕,然后直接渲染到屏幕上,无需任何摄像机。屏幕尺寸或者分辨率改变了,UI会自动进行缩放,UI会覆盖所有其他摄像机的画面。
Unity中的层级以及渲染顺序_第2张图片
该模式下需要特别注意:Canvas需要放在Hierarchy所有元素的顶层,否则UI可能会从视图中消失。这是Unity内置的限制。
原文:Note: The Screen Space - Overlay canvas needs to be stored at the top level of the hierarchy. If this is not used then the UI may disappear from the view. This is a built-in limitation. Keep the Screen Space - Overlay canvas at the top level of the hierarchy to get expected results.


Screen Space-Camera
此模式下,Canvas会渲染于摄像机前面指定距离的一个平面上。UI在屏幕上的大小并不随此距离变化而变化(有点像正交投影)。场景中的物件可能与UI遮挡。
Unity中的层级以及渲染顺序_第3张图片


World Space
此模式下,UI被看作是场景中的一个平面物体。UI此时可以不朝向Camera,其他场景中的物件除了可以与UI遮挡外,还可能与UI穿插。
Unity中的层级以及渲染顺序_第4张图片
参考资料:https://docs.unity3d.com/Manual/class-Canvas.html

0x04 UI与3D物体
通常的游戏项目会采用两个Camera,一个UICamera用于绘制UI,一个GameCamera用于绘制游戏中的3D对象。这时候就引入了新的复杂度,多个Camera如何管理,又如何协同工作的问题。不考虑3DUI的普遍情况下,UI往往位于场景中的3D模型上方。
Unity中的层级以及渲染顺序_第5张图片

GameCamera的Depth = -1,Culling Mask为everything不进行剔除操作,ClearFlags的标志为skybox,表示空白的地方以天空盒填充。


Unity中的层级以及渲染顺序_第6张图片
UICamera的Depth = 0,Culling Mask为UI,UICamera嘛盯着UI就够了。Projection一般选Orthographic就好,选择PerspectiveUI可能会出现类似透视Camera下的旋转和扭曲等奇怪的现象。去除Audio Listener是为了避免unity中2 audio listeners的报错。


Unity中的层级以及渲染顺序_第7张图片
将Canvas的Render Mode设置为Screen Space-Camera。


最后的效果如图:
Unity中的层级以及渲染顺序_第8张图片

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