【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:


  1. 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)。

  1. 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)。

  1. 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 |

  1. 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

csharp 复制代码
// 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"
}
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