[UnityShader入门精要读书笔记]18.开启深度写入的半透明效果

本文主要是介绍[UnityShader入门精要读书笔记]18.开启深度写入的半透明效果，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

当模型本身有复杂的遮挡关系或是包含了复杂的非凸网格的时候，就会有各种各样因为排序错误而产生的错误的透明效果。由于关闭了深度写入，无法对模型进行像素级别的深度排序。一种解决方法是使用两个pass来渲染模型：第一个Pass开启深度写入，但不输出颜色，它的目的仅仅是为了把该模型的深度值写入深度缓冲中；第二个Pass进行正常的透明度混合，由于上一个Pass已经得到了逐像素的正确的深度信息，该Pass就可以按照像素级别的深度排序结果进行透明渲染。但这种方法的缺点在于，多使用一个pass会对性能造成影响。

当ColorMask设为0时，意味着该Pass不写入任何颜色通道，即不会输出任何颜色。

当片元着色器产生一个颜色的时候，可以选择与颜色缓存中的颜色进行混合。这样一来，混合就和两个操作数有关：源颜色和目标颜色。源颜色用S表示，指的是由片元着色器产生的颜色值：目标颜色，我们用D表示，指的是从颜色缓冲中读取到的颜色值。对它们进行混合后得到的输出颜色，我们用O表示，它会重新写入到颜色缓冲中。需要注意的是，当我们谈及混合中的源颜色、目标颜色和输出颜色时，它们都包含了RGBA四个通道的值，而并非仅是RGB通道。想要使用混合，我们必须先开启它，在Unity中，使用Blend（Blend Off除外）命令时，除了设置混合状态外也开启了混合。

混合是一个逐片元的操作，而且它是不可编程的，但却是高度可配置的。现在，我们已知两个操作数：源颜色S和目标颜色D,想要得到输出颜色O就必须使用一个等式来计算。我们把这个等式称为混合等式。当进行混合时，我们需要使用两个混合等式：一个用于混合RGB通道，一个用于混合A通道。当设置混合状态时，我们实际上设置的就是混合等式中的操作和因子。在默认情况下，混合等式使用的操作都是加操作，我们只需要再设置一下混合因子即可。由于需要两个等式（分别用于混合RGB通道和A通道），每个等式有两个因子（一个用于和源颜色相乘，一个用于和目标颜色相乘），因此一个需要4个因子。可以发现，第一个命令只提供了两个因子，这意味着将使用同样的混合因子来混合RGB通道和A通道，即此时SrcFactorA将等于SrcFactor,DstFactorA将等于DstFactor。

使用上面指令进行设置时，RGB通道的混合因子和A通道的混合因子都是一样的，有时我们希望可以使用不同的参数混合A通道，这时就可以利用Blend SrcFactor DstFactor， SrcFactorA DstFactorA指令。例如，如果我们想要在混合后，输出颜色的透明度值就是源颜色的透明度，可以使用下面的命令：

Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha, One Zero

常见的混合类型:

Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha //正常（Normal），即透明度混合

Blend OneMinusDstColor One //柔和相加（Soft Additive）

Blend DstColor Zero //正片叠底（Multiply），即相乘

Blend DstColor SrcColor//两倍相乘（2x Multiply）

BlendOp Min Blend One One // 变暗（Darken）

BlendOp Max Blend One One //变亮（Lighten）

Blend OneMinusDstColor One //滤色（Screen）== Blend One OneMinusSrcColor

Blend One One //线性减淡（Linear Dodge）

虽然上面使用Min和Max混合操作时仍然设置了混合因子，但实际他们并不会对结果有任何影响，因为Min和Max混合操作会忽略混合因子。另外一点是，虽然上面有些混合模式并没有设置混合操作的种类，但是它们默认就是使用加法操作，相当于设置了BlendOp Add。

双面渲染的透明效果

在现实生活中，如果一个物体是透明的，意味着我们不仅可以透过它看到其他物体的样子，也可以看到它内部的结构。但是在前面实现的透明效果中，无论是透明度测试还是透明度混合，我们都无法观察到正方体内部及其背面的形状，导致物体看起来就好像只有半个一样。这是因为，默认情况下渲染引擎剔除了物体背面（相对摄像机的方向）的渲染图元，而只是渲染了物体的正面。如果我们想要得到双面渲染的效果，可以使用Cull指令来控制需要剔除哪个面的渲染图元。

Cull Back | Front | Off

如果设置为Back，那么背对摄像机的渲染图元就不会被渲染，这也是默认情况下的剔除状态；如果设置为Front，那么那些朝向摄像机的渲染图元就不会被渲染；如果设置为Off，就会关闭剔除功能，那么所有的渲染图元都会被渲染，但由于这时需要渲染的图元数目会成倍增加，因此除非是用于特殊效果，例如这里的双面渲染的透明效果，通常情况是不会关闭剔除功能的。这里代码和AlphaTest几乎一样。

和透明度测试相比，想要让透明度混合实现双面渲染会更复杂一些，这是因为透明度混合需要关闭深度写入，而这是“一切混乱的开端”。我们知道，想要得到正确的透明效果，渲染顺序是非常重要的——我们想要保证图元是从后往前渲染的。对于透明度测试来说，由于我们没有关闭深度写入，因此可以利用深度缓冲按逐像素的粒度进行深度排序，从而保证渲染的正确性。然而一旦关闭了深度写入，我们就需要小心地控制渲染顺序来得到正确的深度关系。如果我们直接关闭剔除功能，那么我们就无法保证同一个物体的正面和背面图元的渲染顺序，就有可能得到错误的半透明效果。

为此，我们选择把双面渲染的工作分成两个Pass——第一个Pass只渲染背面，第二个Pass只渲染正面，由于Unity会顺序执行SubShader中各个Pass，因此我们可以保证背面总是在正面渲染之前渲染，从而可以保证正确的深度渲染关系。