Unity-透明物体渲染方式对比汇总

透明效果一直是渲染的难题之一，由于透明物体不会遮挡在物体身后的物体，导致了深度图（Z-Buffer）技术无法使用。因此渲染管线一般都会对透明物体进行特殊处理。
● 将透明物体放在不透明物体之后进行渲染
● 透明物体渲染顺序会导致颜色叠加出现问题，（比如先红色 再 蓝色， 和 先蓝色 在红色）两种方式混合出的颜色是不同的
● 由于不能使用Z-buffer，因此透明物体渲染容易出现穿插

Z-Test，使用Z-buffer中的深度对比当前像素深度，如果深度满足条件像素就会被渲染
Z-buffer，所有shader共用的缓存。如果Z-test通过，那么像素点可以根据pass中的设置写入或者不写入Z-buffer，当然也可以始终写入（即使Z-Test不通过）
Cull，前向剔除，后向剔除，或者不提除

对于透明物体渲染时，按深度进行从后向前排序（同队列大小）。因此我们不用过度担心多个透明物体的相互遮挡关心，因为从后向前的渲染方式不会丢弃和渲染错误任何一个透明物体。
特别的Unity中当队列值>2500时将识别为半透明队列，按深度进行从后向前排序。

总结

先说结论。

直接混合确实会有模型内的先后顺序穿插，但是模型简单的话并不明显。我们甚至可以使用其他技术来减少这一区别，比如基于 相机和像素点的距离，距离越近透明度越高。这样可以解决大多数穿插问题。
对于复杂模型来说多次pass渲染是必要的（多Material渲染性能比较差）。

● 如果不需要考虑不同透明物体相互穿插，那么ZWrite Off（ZTest On，Cull Off）就能获得很好的效果。
● 如果不需要考虑透明物体背面，那么Cull Back（ZTest On，ZWrite On）就能获得很好的效果。
● 如果需要比较完善的渲染，那么需要使用双pass才能保证透明物体渲染较为正确。
● 如果需要比较完善的渲染，并且不在意开销，那么使用三Pass渲染可以让透明物体得到更为正确的渲染。

对比

变量因素：
● ZTest On，Off，
● ZWrite On，Off
● Cull back，Front，Off

1、ZTest On能保证透明物体和不透明物体间的渲染正确

ZTest Off后，会导致半透明物体直接将所有的不透明物体覆盖。。本来被不透明物体覆盖的，看不见的半透明物体都错误的显示出来了。

ZWrite On，Cull Off

2、ZWrite On 能保证不同透明物体间穿插渲染正确

观察ZWrite Off渲染结果，发现黄色方块被渲染到了球体的背面（实际上应该一部分穿插到内部了）。
虽然ZWrite On渲染结果很奇怪，但是黄色方块正确的被渲染到了球形内部。

ZTest On，Cull Off

3、Cull Back能避免部分背面的渲染异常问题（透明物体自身出现不正常穿插）

虽然避免了自身出现穿插的问题，但是却没有还原出背面的不透明效果。缺失了真实感。

ZTest On，ZWrite On

4、预写深度解决透明物体自身出现不正常穿插问题

确实自身不会穿插额，但是背面由于深度测试导致被剔除了。（渲染结果和背面剔除有点区别，背面剔除会带有一点瑕疵）。

ZTest On，ZWrite On，Cull Off

5、双pass渲染解决背面渲染问题

先渲染背面（Cull Front），然后渲染前面（Cull Back）来保证正面和背面渲染顺序，以及两面都被渲染。
问题：由于先渲染背向并且写入深度了，如果出现正向且深度较大就会被剔除。因此复杂物体自身会出现瑕疵。

不预写深度，ZWrite On，ZTest On，Cull Front\Back

6、三pass渲染解决双pass渲染自身瑕疵@MoYaun

最先渲染一个额外的Pass，剔除背面，ZTest On，ZWrite Off理论上可以解决——让消失的那部分补上。

这个渲染方式并没有实际参考依据，只是我个人针对双pass渲染缺陷的trick——我想到这种方式可以对其进行补齐就这样做了。

但是由于正向的颜色被渲染了两次，因此颜色出现叠加，因此对于出现正面背面不同颜色的渲染会出现差异，正面渲染的颜色会更亮。（但是影响不大，看上去依然正确）