【Unity Shader编程】之透明物体渲染
unity shader的透明物体渲染,主要是要控制好渲染队列以及是否开启深度写入,当遇到透明渲染队列需要关闭深度写入,以防半透明或者透明物体写入的时候,导致后面的不透明物体因为深度写入的判断杯丢弃,并且半透明或者透明物体,需要在不透明物体之后渲染,而半透明物体渲染,需要渲染前后两面,因而,需要两个pass,一个先渲染背面,另外一个再渲染正面,达到双面渲染的状态。
在 Unity 的渲染流程中,当使用 双 Pass 渲染半透明物体 时,两个 Pass 的深度处理逻辑如下:
- 第一个 Pass(深度写入)
- 目标:仅将模型的 深度值 写入深度缓冲,不输出任何颜色(通过
ColorMask 0
实现)。 - 原理:
- 开启
ZWrite On
,将模型的逐像素深度值(如顶点变换后的SV_POSITION
深度)写入深度缓冲。 - 结果:深度缓冲中记录了该模型所有可见片元的深度值,覆盖原有不透明物体的深度信息(若当前片元更近)。
- 开启
- 第二个 Pass(半透明混合)
- 目标:进行透明度混合,并依赖第一个 Pass 写入的深度信息。
- 处理逻辑:
- 深度测试:默认开启
ZTest LEqual
,使用第一个 Pass 写入的深度缓冲值进行测试。 - 深度写入:关闭
ZWrite Off
,避免覆盖深度缓冲,确保后续物体的正确遮挡。 - 颜色混合:通过
Blend
命令混合当前片元颜色与颜色缓冲中的颜色(如Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
)。
- 深度测试:默认开启
- 核心区别
| Pass | 深度写入(ZWrite) | 颜色输出(ColorMask) | 作用 |
|---------------|-------------------|----------------------|------------------------------------|
| 第一个 Pass | On | 0(不输出颜色) | 仅记录模型深度到深度缓冲 |
| 第二个 Pass | Off | 正常输出颜色 | 基于第一个 Pass 的深度进行混合 |
- 实际效果验证
- 正确性:
第一个 Pass 写入的深度值会被第二个 Pass 的深度测试使用。例如,当模型自交叉时,第一个 Pass 的逐像素深度写入能确保第二个 Pass 内部片元的正确遮挡关系。 - 错误情况:
若直接使用单 Pass 开启深度写入,会导致深度缓冲被半透明片元覆盖,后续不透明物体可能被错误遮挡]。
总结
第一个 Pass 的深度写入为第二个 Pass 提供了逐像素的深度基准,而第二个 Pass 仅依赖此基准进行混合(不修改深度缓冲)。这种设计平衡了半透明物体的正确遮挡与颜色混合需求]。这种做法没办法看到透明物体的背面,只能看到正面
而当两个pass都关闭深度写入,则会使另外一种效果
可以看到正反面
// Upgrade NOTE: replaced 'mul(UNITY_MATRIX_MVP,*)' with 'UnityObjectToClipPos(*)'
Shader "Unity Shaders Book/Chapter 8/Blend Operations 0" {
Properties {
_Color ("Color Tint", Color) = (1, 1, 1, 1)
_MainTex ("Main Tex", 2D) = "white" {}
_AlphaScale ("Alpha Scale", Range(0, 1)) = 1
}
SubShader {
Tags {"Queue"="Transparent" "IgnoreProjector"="True" "RenderType"="Transparent"}
Pass {
Tags { "LightMode"="ForwardBase" }
ZWrite Off
Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha, One Zero
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "Lighting.cginc"
fixed4 _Color;
sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_ST;
fixed _AlphaScale;
struct a2v {
float4 vertex : POSITION;
float3 normal : NORMAL;
float4 texcoord : TEXCOORD0;
};
struct v2f {
float4 pos : SV_POSITION;
float2 uv : TEXCOORD0;
};
v2f vert(a2v v) {
v2f o;
o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex);
return o;
}
fixed4 frag(v2f i) : SV_Target {
fixed4 texColor = tex2D(_MainTex, i.uv);
return fixed4(texColor.rgb * _Color.rgb, texColor.a * _AlphaScale);
}
ENDCG
}
}
FallBack "Transparent/VertexLit"
}