入门图形学：渲染队列

     请提前查看之前的相关博客：透明原理

     要是了解三维图形学中透明原理，也大致知道引擎处理场景渲染是先处理不透明渲染，然后处理透明渲染，根据透明渲染的对象的深度值进行AlphaTest或者AlphaBlend，这种处理也比较符合真实世界的实际情况。但是在三维图形场景中，并不一定是那么的符合真实世界，如以下问题：

      1.如果美术创建场景的时候将两面墙壁网格贴近，导致他们在视口区域中拥有相同的深度值怎么办？那么引擎到底是显示A墙还是B墙？或者一帧显示A墙一帧显示B墙，这个问题也被称为Zfighting，是一个很常见的问题，解决方法可以将AB墙网格间隔增大，也可以减小视口区域Far/Near距离以提高depth的差异。

      2.玩过吃鸡嘛？神仙多吧，典型的就是透视挂，直接将人物隔着墙体/山体等显示出来，这个功能要怎么实现呢（毕竟有的游戏中这个功能还是玩法之一）？

      这些都是不同于现实世界的渲染情况，所以渲染队列这个概率就显得很重要，首先我们看看unity官方的文档，如下：

      

      决定了对象的渲染顺序，比如RenderQueue标记为Transparent的物体比Geometry的物体后渲染，表现效果上就是Transparent叠在Geometry前面了，我们先做个实验，如下：

      假设有两面墙壁网格AB，坐标相同，也就是说在视口区域depth相同。我们给A的RenderQueue设置为Geometry，B设置为Transparent，表现效果为如下：

       

       

       事实上，shaderGUI面板也可以直接设置值，，可以看出来Geometry默认数值为2000，Transparent为3000，当然上面提到的6个渲染队列标签都有各自的数值，具体如下：

       默认下，shaderGUI面板抛出了常用的队列选项，如下：

       

      常用的Geometry=2000/AlphaTest=2450/Transparent=3000/FromShader就是shader中写好的 = 1000，“overlay”=4000。

      当然了，同学们可以试一下，哪怕Queue相差数值为1也会区分渲染顺序，顺序就是Queue越小，越先渲染，先渲染好Queue小的物体，那么Queue大的物体覆盖已经渲染好的Queue小物体的，表现效果就是Queue大的物体在Queue小的物体“前面”，符合引擎渲染实际情况。

      接下来我们拖拽一下Transparent Queue的面片B，让面片B距离摄像机比面片A更远。会发现，就算面片B的Queue更大，也不会渲染到面片A的“前面”，如下图：

      

      这是因为深度测试ZTest的优先级是高于RenderQueue的，也就是说，ZTest深度测试决定要丢弃B的片段，因为B的片段depth比A的片段depth大，距离相机更远，则丢弃。所以我们可以在B的shader中关闭深度测试，让ZTest失效，则优先级其次的RenderQueue开始起作用，B就渲染到了A的“前面”，如下图：

      

      亦或者将A的shader的ZWrite off掉，这样的话，深度缓冲区的深度就没有记录A的深度，所以B就算不关闭ZTest，也可以顺利的深度测试通过，渲染到A的“前面”，如下图：

      

      最终都能达到所谓的“透视挂”效果，如图：

      

     当然了ZTest函数也有如下提供的比较方法，如下：

     

         通过上面的比较函数我们也能发现一些事情，比如我们只关注面片A，让ZTest Greater，那么意思就是当前A的片段的depth如果比深度缓冲区depth大则深度测试通过，则渲染片段。测试发现面片A不论处于任何Z值都不会被渲染，意味着深度缓冲区默认的depth值为最大（或者说大于等于1）。同时视口区域中的物体，也就是depth值处于[-1,1]区间的物体，是必须比深度缓冲区默认depth值更小的，所以无论如何A的片段都不会测试通过被渲染，如下图：

         

         

         如果我们写ZTest Less或者使用默认的ZTest就可以正常渲染，同时我们将面片B的shader的ZTest Greater，那么意味着，当面片B的depth比面片A更大（也就是面片B距离视口比面片A距离视口更远）则测试通过渲染，当然如果更小则测试失败丢弃，和现实中实际渲染情况则正好相反，如下图：

         

         

         这个也是“透视挂”的原理，直接修改着色器文本文件的ZTest和RenderQueue就可以达到透视的效果。

         下面对三维图形的渲染顺序进行总结：

         1.深度测试为第一优先级，深度测试通过的片段被渲染，失败则丢弃，同时深度测试允许我们开发者进行测试函数选择和使用，所以可以自由控制深度测试。

         2.渲染队列为第二优先级，当深度测试通过以后，再使用RenderQueue的数值决定是否渲染。

         同学们还可以根据这两个结论进行其他方法的验证，比如设置面片B的ZTest Greater，但是设置面片B的RenderQueue小于面片A，那么会出现就算是ZTest跟随Z值运动Greater测试通过了，也会因为RenderQueue小于A不被渲染。

         所以说一个物体是否会被渲染以及其渲染顺序是根据ZTest和RenderQueue共同作用的结果。