[游戏开发]Unity 透明效果

Unity 中实现透明效果一般有两种方法

透明度测试（Alpha Test）

原理：只要片元的透明度不符合要求就直接舍弃

不关闭深度写入（ZWrite）

Shader "AlphaTest"{
    Properties{
        _MainTex ("Main Tex", 2D) = "white" {}
        _Color ("Color", Color) = (1, 1, 1, 1)
        _Cutoff ("Alpha Cutoff", Range(0, 1)) = 0.5 //控制剔除的阈值
    }
    SubShader
    {
        Tags { "Queue"="AlphaTest" "IgnoreProjection"="True" "RanderType"="TransparentCutout"}

        Pass{
            Tags { "LightMode"="ForwardBase" } 
            
            Cull Off	//用于双面渲染，不剔除背对摄像机的图元
            
            CGPROGRAM

            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            #include "Lighting.cginc"

            struct appdata{
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float3 normal : NORMAL;
            };

            struct v2f{
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
                float3 worldPos : TEXCOORD1;
                float3 worldNormal : TEXCOORD2;
            };

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

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

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target{
                float3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
                float3 worldLightDir = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));

                float4 texColor = tex2D(_MainTex, i.uv);
                clip(texColor.a - _Cutoff);
                //Equal to
                //if( (texColor.a - _Cutoff) < 0.0 ){
                //  discard;    
                //}
                float3 albedo = texColor.rgb * _Color.rgb;

                float3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * albedo;

                float3 diffuse = _LightColor0.rgb * albedo * max(0, dot(worldNormal, worldLightDir));

                return fixed4(ambient + diffuse, 1.0);
            }
            ENDCG
        }
    }
    FallBack "Transparent/Cutout/VertexLit"
}

透明度测试可以用于消解动画效果的实现

透明度混合（Alpha Blending）

原理：当前片元的透明度作为混合参数与颜色缓冲中的颜色值混合

关闭深度写入，但不关闭深度测试

关闭深度写入将导致渲染顺序变得非常重要

一般做法：

1. 先渲染所有不透明物体，同时开启深度写入和深度测试
2. 半透明物体按距离远近排序，然后从后往前渲染，开启深度测试，关闭深度写入

由于排序是对于物体来说的，当物体间循环重叠时就需要用分割物体、分割网格的方法来解决

• 尽可能让模型是凸面体
• 让透明通道更柔和，难以分辨
• 使用开启深度写入的半透明效果近似物体半透明

对于双面渲染的透明度混合，由于关闭了深度写入，在渲染时需要控制渲染顺序

SubShader {
	Tags {"Queue"="Transparent" "IgnoreProjection"="True" "RanderType"="Transparent"}
	
	ZWrite Off
    Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha //开启混合模式，设定混合因子
    
	Pass {
		...
		Cull Front	//剔除正面，渲染背面
		...
	}
	Pass {
		...
		Cull Back	//提出背面，渲染正面
		...
	}
}

半透明物体的阴影没了，暂时不知道原因

深度写入的半透明效果

使用两个 Pass

• 第一个开启深度写入但不输出颜色
• 第二个进行透明度混合

由于深度信息是对像素来说的，所以如果单个模型本身存在自我遮挡，那么被遮挡部分就直接舍弃了

ColorMask RGB | A | 0 | ...表示当前 Pass 写入的颜色通道

Unity预定义渲染队列

由SubShader的Queue标签定义:Tags { "Queue"="AlphaTest" }

索引号越小越早被渲染

混合

混合不可编程但高度可配置

混合源颜色（当前片元）和目标颜色（颜色缓冲）

• Blend SrcFactor DstFactor: 只混合rgb通道
• Blend SrcFactor DstFactor,SrcFactorA DstFactorA: 上面的基础上，再混合 a 通道

例子：

Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha：开启混合，并且混合结果是 $Src.a?Src.rgb+(1?Src.a)?Des.rgb$

还可以配置混合操作

BlendOp BlendOperation

即改变源颜色和目标颜色最后的混合方式，默认为 Add

同时使用上面两种方法可设定混合类型