【Unity Shader】（8）透明效果 透明度测试 和 透明度混合 控制 深度缓冲 与 颜色缓冲 并调整 渲染顺序

Unity Shader实现全透明和半透明效果

实现透明物体的两个方法：

※ 对于不透明物体，我们不必考虑它们的渲染顺序也可以得到正确的渲染结果。因为Unity中强大的深度缓冲（Depth Buffer 或称作 Z-Buffer）可以帮助我们完成物体的前后效果。

※ 对于半透明物体则需要使用透明度混合，且需要正确的渲染顺序。

• 透明度测试（Alpha Test）

使用的是一个极端霸道的机制——只要一个片元的透明度不满足设定的阈值，那么直接丢弃该片元。被丢弃的片元不会再进行任何处理（包括颜色缓冲）；但是如果满足设定的阈值，那么就会继续按照平常的不透明物体的渲染方式来处理它（即进行深度测试、深度写入（ZWirte）等）。也就是说透明度测试不需要关闭深度写入。
——最终的结果 要么完全透明（看不见）；要么完全不透明（就是不透明）。

• 透明度混合（Alpha Blending）

该方法是可以得到真正的半透明效果！它会将当前的片元的透明度作为混合银子，与存储在颜色缓冲中的颜色值进行混合，得到新的颜色。但是，透明度混合需要关闭深度写入！这就要我们格外小心物体的渲染顺序（Render Queue）。但此时是没有关闭深度测试的。也就是说——对于透明度混合来说，深度缓冲是只读的。
因此，当使用透明度混合来渲染一个片元的时候，还是会比较他的深度值与深度缓冲中的深度值，如果距离摄像机更远，那么就不会再进行混合操作；如果距离摄像机更远，那么另一个不透明物体就会被渲染到该片元前面将其遮挡，最终的效果也是正常的。

深度缓冲的工作原理：

对于每一个开启了深度测试的片元，在渲染之前会将自身的深度值与深度缓冲中的值进行比较，最终会得到两个结果：

• 距离摄像机更远的片元——不被渲染
• 距离摄像机更近的片元——会被渲染

这是因为，在深度测试之后，如果片元的深度值更近，那么会覆盖深度缓冲中原有的深度值，且直接丢弃原有片元，最终只渲染深度缓冲中的片元。

最终我们的物体有了如下两种情况：

• 半透明物体A 远于 不透明物体B

最终Depth_B会被覆盖深度缓冲中的值，这样可以的得到正确的半透明效果。

• 半透明物体A 近于 不透明物体B

那么对于不同的渲染顺序，会有两种情况：

①如果先对A进行深度测试，再到B——由于A是半透明物体关闭了深度写入，那么A不会对深度缓冲写入数据。到物体B后，由于此时深度缓冲中并没有数据，那么物体B的深度值DepthB会写入到深度缓冲之中。最后的效果回事B再A的前面，最后得到的结果是恰恰相反的，是错误的。

②如果先对B进行深度测试，再到A——DepthB会首先填入深度缓冲之中，而之后A由于关闭了深度写入，因此不会刷新覆盖深度缓冲，最终的渲染效果与上面情况类似（都是错误的）。

综上，我们应该在不透明物体渲染完之后，再渲染半透明物体。

渲染顺序的重要性

对于两个不透明物体，可以参照上述深度缓冲的工作原理。但是由于我们的半透明物体是关闭深度写入的！

如果：半透明物体A 近于 半透明物体B
并且：根据不同的渲染顺序
那么：可以得到如下两个渲染结果：

• 先渲染B，再渲染A——物体B的颜色值ColorB会首先正常写入颜色缓冲中（半透明物体），然后ColorA会和颜色缓冲中的ColorB进行颜色混合。最终，可以得到正确的半透明效果。
• 先渲染A，再渲染B——ColorA先写入颜色缓冲，再到ColorB与ColorA进行混合。结果会是相反的，也就是看上去是物体B在物体A前面，显然是错的！

正确的渲染“姿势”

！① 先渲染所有不透明物体，并开启不透明物体的深度测试和深度写入
！② 将半透明物体按照从后往前的顺序渲染，并且开启深度测试 关闭深度写入

Unity Shader的渲染顺序

为了解决上述的②，Unity为此提供了渲染队列（Render Queue）来解决这个问题

在Shader代码中的实现方法：

使用透明度测试实现全透明效果的代码：

SubShader{
	Tags{"Queue"="AlphaTest"}
	Pass{
		...
	}
}

使用透明度测试实现半透明效果的代码：

SubShader{
	Tags{"Queue"="Transparent"}
	//ZWirte Off
	Pass{
		ZWirter Off
		//关闭深度写入
		//如果写在SubShader之下，那么会对SubShader之下的所有Pass起作用
		//如果写在Pass之下，仅对该Pass起作用
		
		...
	}
}

代码实现