Shader学习的基础知识（六）透明效果

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透明效果

在渲染的时候，渲染的顺序是非常重要的，对于不透明物体我们不用不考虑是因为有的深度缓冲存在。在渲染时需要把片元中的值进行比较（如果开了深度测试），但一但关了尝试测试就没那么简单了。
透明度测试: 只要小于阈值就会被舍弃，完全不透明或完全透明。
透明度混合: 这种方法才能得到真正的透明效果，但是需要关掉深度测试，这时候就有很多问题要我们注意了.

深度测试 和 深度写入

下面一篇文章会详细的来讲这个问题，敬请关注。

渲染顺序

为什么要关闭深度写入呢？如果不关，一个半透明物体后内容是应该被看到的，但如果它离摄像机更近，则后面的物体会被剔除。所以一但关掉了深度写入渲染顺序就变得非常重要了。

思考：A是透明物体，B不透明。（A离摄像机近 B离摄像机远）
情况一：不透明物体B开了深度测试和写入，B会先把颜色缓冲和深度缓冲写入。A还是会深度测试，发现A比B离相机更近，因此会用A的透明度来和颜色和B混合得到正确的半透明效果。
情况二：先渲染A，深度缓冲区没有数据，A就直接写入了，由于半透明物体关了深度写入，因此不会修改深度缓冲。当B来渲染的时候发现没有写入过(因为A来过，没告诉别人他来过)，就直接写入了(也就覆盖了)。

思考 ：AB都是半透明的（A离摄像机近 B离摄像机远）
情况一：我们渲染B，再渲染A，那B会正深写入颜色缓冲，然后A会和缓冲中的B进行混合得正确结果。
情况二：先渲染A，则A会先写入缓冲区，B来的时候再和它相乘，得到相反的透明结果。

引擎是怎么做的

常用的方法是：
先渲染所有不透明的并开启他们的深度测试和深度写入。
把半透明物体按摄像机距离排序，然后从后往前渲染，开启深度测试，关闭深度写入。
思考但是怎么分前后呢？中心点？边缘点？这些都会有可能得出不正确的效果。所以解决方式只有尽可能让模型是凸面体或考虑做成多个子物体。

设置Unity Shader渲染顺序

可以用标签(Queue)来解决这个问题，索引号越小越早被渲染

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

Bakground 索引号：1000 最先渲染，常用背景等。
Geometry 索引号：2000 默认值，大多数用这个或不透明的用这个。
AlphaTest 索引号：2450 透明度测试用这个，不透明物体用这个会更快。
Transparent 索引号：3000 透明混合
Overlay 索引号：4000 最后的叠加效果

关闭深度测试

SubShader{
ZWrite off
Pass{
...
}

透明测试例子（不是透明混合）

Shader "Custom/TestShader13" {
Properties{
_Color("Color Tint",Color)=(1,1,1,1)
_MainTex("Main Tex",2D)="white"{}
_Cutoff("Alpha Cotoff",Range(0,1))=0.5
}
SubShader{
//"Queue"="AlphaTest"			队列为透明测试
//"IgnoreProjector"="True"		不接受投影
//"RenderType"="TransparentCutout"指明该Shader是一个用于透明测试的Shader
Tags{"Queue"="AlphaTest" "IgnoreProjector"="True" "RenderType"="TransparentCutout"}

Pass{
Tags{"LightMode"="ForwardBase"}
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "Lighting.cginc"

fixed4 _Color;
sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_ST;
float _Cutoff;

//Appction To Vertex
struct a2v{
float4 vertex:POSITION;
float3 normal:NORMAL;
float4 texcoord:TEXCOORD0;
};
//Vertex To Fragment
struct v2f{
float4 pos:SV_POSITION;
float3 worldNormal:TEXCOORD0;
float3 worldPos:TEXCOORD1;
float2 uv:TEXCOORD2;
};

v2f vert(a2v v){
v2f o;
o.pos=UnityObjectToClipPos(v.vertex);
o.worldNormal=UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
o.worldPos=mul(unity_ObjectToWorld,v.vertex).xyz;
o.uv=TRANSFORM_TEX(v.texcoord,_MainTex);
return o;
}

float4 frag(v2f i):SV_TARGET{
fixed3 worldNormal=normalize(i.worldNormal);
fixed3 worldLightDir=normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));
fixed4 texColor=tex2D(_MainTex,i.uv);

//clip会判断a通道，如果小于0则舍弃该片原
clip(texColor.a-_Cutoff);

fixed3 albedo = texColor.rgb*_Color.rgb;
fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz*albedo;
fixed diffuse=_LightColor0.rgb*albedo*max(0,dot(worldNormal,worldLightDir));

return fixed4(ambient+diffuse,1.0);
}
ENDCG
}
}
}