基本概念

如何实现

通过控制模型的透明通道来实现透明效果

透明度

片元属性
0（完全透明，不显示）~1（完全不透明）

Unity中实现透明效果的方法

透明度测试

• 无需关闭深度写入，根据透明度决定是否舍弃片元（若透明度小于某值则舍弃，否则视为不透明物体）
• 由上面的处理方式可知，得到的效果只有完全透明和完全不透明两种

透明度混合（真正的半透明）

• 使用当前片元的透明度作为混合因子，与已存储在颜色缓冲中的颜色进行混合得到新颜色
• 需关闭深度写入（若不关闭则会导致无法显示半透明物体后面的物体（因距离摄像机远于半透明物体而被剔除），需开发者注意控制渲染顺序），未关闭深度测试（即在进行透明度混合时，深度缓冲只读）
• 比较片元的深度与深度缓冲中的深度，若片元更远则不进行处理，从而确保不透明物体能挡住半透明物体
• 深度缓冲（z-buffer）解决了不透明物体的渲染顺序
• 渲染片元时，将其深度值与已存在于深度缓冲中的值进行比较，若其距离摄像机更远，则可知不应将其渲染，否则，将其渲染并用其深度值更新深度缓冲（即深度缓冲中始终保存当前最靠近摄像机的内容，作为对照量来确认片元是否应被渲染）

渲染顺序

含义

因为事先透明效果需关闭深度写入，因此需开发者控制渲染顺序，按如下规则进行渲染

• 渲染所有不透明物体（开启深度测试和深度写入）
• 将半透明物体按距摄像机距离由远至近排序，按由远至近的顺序依次渲染（开启深度测试，关闭深度写入）

问题

上述规则的问题：循环重叠

• “将半透明物体排序”，深度缓冲中的值是像素级别的，一个物体与摄像机的距离无法确切反映其每个像素与摄像机的距离（无法解决3个物体循环重叠的问题）

解决问题的方法

准确的说是缓解，因为仍可能出错

• 减少错误排序
  让模型是凸面体
  复杂模型拆分为多个可独立排序的子模型
• 让错误（穿插）不明显
  让透明通道更柔和
  用开启了深度写入的半透明效果来近似模拟半透明

Unity中的渲染顺序

render queue
通过SubShader的Queue标签决定模型所属渲染队列
用整数索引表示各渲染队列，索引数越小越早被渲染

• Background 1000 背景上的物体
• Geometry 2000 默认（不透明）
• AlphaTest 2450 需使用透明度测试的物体
• Transparent 3000 按从后往前的顺序渲染，使用了透明度混合的物体都应使用本队列
• Overlay 4000 叠加效果

关闭深度写入的方法

• ZWrite Off：可以写在Pass或SubShader中

Unity中实现透明Shader

透明度测试

• 逐片元判断，若其透明度不满足条件（如小于指定阈值），舍弃片元，否则视为不透明物体
• 结果：只有透明和不透明两种情况

透明度混合

• 用片元的透明度作为混合因子，与颜色缓冲中的颜色进行混的得到新的颜色
• 混合时需关闭深度写入（开发者要自行留意渲染顺序）
  关闭后无法对模型进行像素级别的深度排序，当模型网格间互相交叉时，得到的半透明效果是错误的（相互交叉）
• Unity的Blend指令：Blend SrcFactor（源颜色的混合因子） DstFactor（目标颜色的混合因子）
  源颜色和目标颜色各自乘以自己的混合因子，再相加

半透明效果（开启深度写入）

实现模型与其背景的混合效果，而模型内部之间不产生半透明效果（避免出现相互交叉的错误）
用两个Pass渲染模型（性能问题：因为多用了一个Pass）

• 开启深度写入，不输出颜色：将模型的深度值写入深度缓冲

Pass
{
    ZWrite On   // 开启深度写入
    ColorMask 0 // 渲染命令:设置颜色通道的写掩码  0表示不写入任何颜色通道(不输出任何颜色)              
}

• 进行正常的透明度混合

ShaderLab混合命令

混合等式和参数

混合是逐片元操作，不可编程，高度可配置
混合等式：已知源颜色和模板颜色，通过混合等式得到输出颜色

• 2个混合等式：混合RGB 和 混合A
• 每个等式有2个因子：与源颜色相乘的因子 和 与目标颜色相乘的因子

混合操作

对颜色和因子进行操作：加、减、取最小（源颜色和目标颜色中）、取最大（源颜色和目标颜色中）

常见的混合类型

混合类型：混合操作和混合因子命令的组合（类似PS的混合模式）

双面渲染的透明效果

默认情况下，渲染引擎剔除了物体背面（相对于摄像机方向）的渲染图元，只渲染了物体正面
对于半透明的物体，需要能在其正面看到其内部及背面的形状
使用Cull指令控制要剔除哪个面的渲染图元
Cull Back（不渲染背对摄像机的） | Front（不渲染朝向摄像机的） | Off （关闭剔除功能，渲染所有图元）

透明度测试的双面渲染

直接在Pass的渲染设置中使用Cull指令关闭剔除（Off）

透明度混合的双面渲染

不能直接关闭剔除（透明度混合关闭了深度写入，如果关闭剔除，会无法保证同一物体的正面和背面图元的渲染顺序，渲染顺序的错误会导致错误的半透明效果）
分2个Pass （保证背面一定在正面前被渲染，原因是Unity是顺序执行SubShader的各Pass的），第一个渲染背面（Cull Front）、第二个渲染正面（Cull Back）