UnityShader入门精要——unity的渲染顺序

在Unity中，我们通常使用两种方法来实现透明效果:第一种是使用透明度测试(Alpha Test)，这种方法其实无法得到真正的半透明效果;另一种是透明度混合(AIlpha Blending)。

透明度测试:

它采用一种“霸道极端”的机制，只要一个片元的透明度不满足条件(通常是小于某个阈值)，那么它对应的片元就会被舍弃。被舍弃的片元将不会再进行任何处理，也不会对颜色缓冲产生任何影响;否则，就会按照普通的不透明物体的处理方式来处理它，即进行深度测试、深度写入等。也就是说，透明度测试是不需要关闭深度写入的，它和其他不透明物体最大的不同就是它会根据透明度来舍弃一些片元。虽然简单，但是它产生的效果也很极端，要么完全透明，即看不到，要么完全不透明，就像不透明物体那样。

透明度混合

这种方法可以得到真正的半透明效果。它会使用当前片元的透明度作为混合因子，与已经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，这使得我们要非常小心物体的渲染顺序。需要注意的是，透明度混合只关闭了深度写入，但没有关闭深度测试。这意味着，当使用透明度混合渲染一个片元时，还是会比较它的深度值与当前深度缓冲中的深度值，如果它的深度值距离摄像机更远，那么就不会再进行混合操作。这一点决定了，当一个不透明物体出现在一个透明物体的前面，而我们先渲染了不透明物体，它仍然可以正常地遮挡住透明物体。也就是说，对于透明度混合来说，深度缓冲是只读的。

为什么渲染顺序很重要？

假设场景中有两个物体A和B，A半透明，B不透明。如下左图。

●第一种情况，我们先渲染B,再渲染A。那么由于不透明物体开启了深度测试和深度检验，而此时深度缓冲中没有任何有效数据，因此B首先会写入颜色缓冲和深度缓冲。随后我们渲染A,透明物体仍然会进行深度测试，因此我们发现和B相比A距离摄像机更近，因此，我们会使用A的透明度来和颜色缓冲中的B的颜色进行混合，得到正确的半透明效果。
●第二种情况，我们先渲染A,再渲染B。渲染A时，深度缓冲区中没有任何有效数据，因此A直接写入颜色缓冲，但由于对半透明物体关闭了深度写入，因此A不会修改深度缓冲。等到渲染B时，B会进行深度测试，它发现，“咦，深度缓存中还没有人来过，那我就放心地写入颜色缓冲了!”，结果就是B会直接覆盖A的颜色。从视觉上来看，B就出现在了A的前面，而这是错误的。

假设场景中有两个物体A和B，A半透明，B半透明。如上右图。

●第一种情况，我们先渲染B,再渲染A。那么B会正常写入颜色缓冲，然后A会和颜色缓冲中的B颜色进行混合，得到正确的半透明效果。
●第二种情况，我们先渲染A，再渲染B。那么A会先写入颜色缓冲，随后B会和颜色缓冲中的A进行混合，这样混合结果会完全反过来，看起来就好像B在A的前面，得到的就是错误的半透明结构。

渲染引擎的渲染顺序

(1)先渲染所有不透明物体，并开启它们的深度测试和深度写入。
(2)把半透明物体按它们距离摄像机的远近进行排序，然后按照从后往前的顺序渲染这些半透明物体，并开启它们的深度测试，但关闭深度写入。

渲染队列：用SubShader的Queue标签来决定我们的模型将归于哪个渲染队列。Unity 在内部使用一系列整数索引来表示每个渲染队列，且索引号越小表示越早被渲染。

名称	队列索引号	描述
Background	1000	这个渲染队列会在任何其他队列之前被渲染，我们通常使用该队列来渲染那些需要绘制在背景上的物体
Geometry	2000	默认的渲染队列，大多数物体都使用这个队列。不透明物体使用这个队列
AlphaTest	2450	需要透明度测试的物体使用这个队列。在Unity 5中它从Geometry队列中被单独分出来，这是因为在所有不透明物体渲染之后再渲染它们会更加高效
Transparent	3000	这个队列中的物体会在所有Geometry和AlphaTest物体渲染后，再按从后往前的顺序进行渲染。任何使用了透明度混合(例如关闭了深度写入的Shader) 的物体都应该使用该队列
Overlay	4000	该队列用于实现一些叠加效果。任何需要在最后渲染的物体都应该使用该队列

通过透明度测试实现透明效果：

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

通过透明度混合实现透明效果：

SubShader {
    Tags { "Queue"="Transparent". }
    Pass {
        ZWrite Off    //关闭深度写入
        ...
    }
}