透明效果

渲染顺序很重要

对于透明度混合技术，需要关闭深度写入，此时需要我们小心处理透明物体的渲染顺序。如果不关闭深度写入，一个半透明表面背后的表面本来是可以透过它被我们看到，但是由于深度测试时判断结果是该半透明表面距离摄像机更近，导致后面的表面被剔除，我们就无法透过半透明表面看到后面的物体了

渲染引擎一般都会先对物体进行排序，再渲染。常用的方法：

先渲染所有不透明物体，并开启他们的深度测试和深度写入
把半透明物体按照他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，并开启他们的深度测试，但关闭深度写入

Unity Shader的渲染顺序

unity为了解决渲染顺序问题提供了渲染队列(render queue); 我们可以使用SubShader的Queue标签来决定模型归于哪个渲染队列

名称	队列索引号	说明
Background	1000	这个渲染队列会在任何其它队列之前被渲染，我们通常使用该队列来渲染那些需要绘制再背景上的物体
Geometry	2000	默认渲染队列，大多数物体用这个队列，不透明物体用这个队列
AlphaTest	2450	需要透明度测试的物体用这个队列
Transparent	3000	这个队列中的所有物体会在所有Geometry和AlphaTest物体渲染后，再按照从后往前的顺序进行渲染
Overlay	4000	该队列用于实现一些叠加效果。任何需要再最后渲染的物体都应该使用该队列

透明度测试

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务处理，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；

通常我们会在片元着色器中使用clip函数来进行透明度测试

函数： void clip(float4 x); void clip(float3 x); void clip(float2 x); void clip(float1 x); void clip(float x); 参数：裁剪时使用的标量或矢量条件描述：如果给定参数的任何一个分量是负数，就会舍弃当前像素的输出颜色

void clip(float4 x)
{
  if (any(x < 0))
    discard;
}

透明度混合

这种方法可以得到真正的半透明效果，他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

ShaderLab的Blend命令

语义	描述
Blend Off	关闭混合
Blend SrcFactor DstFactor	开启混合，并设置混合因子。源颜色（该片元产生的颜色）会乘以SrcFactor，而目标颜色（已经存在于颜色缓存的颜色）会乘以DstFactor，然后把两者相加后再存入颜色中
Blend SrcFactor DstFactor, SrcFactorA DstFactorA	和上面几乎一样，知识使用不同的因子来混合透明通道
BlendOp BlendOperation	并非是把源颜色和目标颜色简单相加后混合，而是使用BlendOperation对他们进行其它操作

DstColor(new) = SrcAlpha * SrcColor + (1 - SrcAlpha) * DstColor(old);

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透明效果，这些都是由于我们关闭了深度写入功能导致的，因为这样我们就无法对模型进行像素级别的深度排序，我们可以想办法重新利用深度写入，让模型可以像半透明物体一样进行淡入淡出

开启深度写入的半透明效果

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是这种方法的缺点在于：多使用一个Pass会对性能造成影响

Pass
{
  ZWrite On
  ColorMask 0 // ColorMask用于设置颜色通道的写掩码（write mask）
  // 语义如下
  // ColorMask RGB | A | 0 | 其它任何RGBA的组合
  // 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。这正是我们需要的--该Pass只需要写入深度缓存即可
}

SahderLab的混合命令

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(source color)和目标颜色(destination color)。源颜色用S来表示指的是由片元着色器产生的颜色值，目标颜色用D表示指的是从颜色缓冲中读取到的颜色值。对他们混合后得到的输出颜色，用O表示，它会重新写入到颜色缓冲中

混合因子

参数	描述
One	因子为1
Zero	因子为0
SrcColor	因子为源颜色值
SrcAlpha	因子为源颜色透明度值
DstColor	因子为目标颜色值
DstAlpha	因子为目标颜色透明度值
OneMinusSrcColor	因子为(1-源颜色)
OneMinusSrcAlpha	因子为(1-源颜色透明度值)
OneMinusDstColor	因子为(1-目标颜色)
OneMinusDstAlpha	因子为(1-目标颜色透明度值)

混合操作

操作	描述
Add	将混合后的源颜色和目的颜色相加。默认的混合操作。使用的混合等式是： O(rgb) = SrcFactor S(rgb) + DstFactor D(rgb)
Sub	将混合后的源颜色和目的颜色相加使用的混合等式是： O(rgb) = SrcFactor S(rgb) - DstFactor D(rgb)
RevSub	用混合后的目的颜色减去混合后的源颜色
Min	使用源颜色和目的颜色中较小的值，是逐分量比较的
Max

常见混合类型

// 正常(Normal) 透明度混合
Blend SrcAlpha OnMinusSrcAlpha
 
// 柔和相加(Soft Additive)
Blend OneMinusDstColor One
 
// 正片叠底(Multiply)
Blend DstColor Zero
 
// 两倍相乘
Blend DstColor SrcColor
 
// 变暗
BlendOp Min
Blend One One
 
// 变亮
BlendOp Max
Blend One One
 
// 滤色
Blend OneMinusDstColor One
 
// 线性减淡(Linear Dodge)
Blend One One

Core Concepts