unity3d shader控制渲染顺序，Queue，ZWrite，ZTest

立羽

发布于 2023-08-24 14:08:12

7010

发布于 2023-08-24 14:08:12

Queue渲染队列：

按照渲染顺序，从先到后进行排序，队列数越小的，越先渲染，队列数越大的，越后渲染。

Background（1000）最早被渲染的物体的队列。 Geometry （2000）不透明物体的渲染队列。大多数物体都应该使用该队列进行渲染，也是Unity Shader中默认的渲染队列。 AlphaTest （2450）有透明通道，需要进行Alpha Test的物体的队列，比在Geomerty中更有效。 Transparent（3000）半透物体的渲染队列。一般是不写深度的物体，Alpha Blend等的在该队列渲染。 Overlay （4000）最后被渲染的物体的队列，一般是覆盖效果，比如镜头光晕，屏幕贴片之类的。

ZTest深度测试：

就是针对当前对象在屏幕上（更准确的说是frame buffer）对应的像素点，将对象自身的深度值与当前该像素点缓存的深度值进行比较，如果通过了，本对象在该像素点才会将颜色写入颜色缓冲区，否则否则不会写入颜色缓冲。ZTest提供的状态较多。ZTest Less（深度小于当前缓存则通过， ZTest Greater（深度大于当前缓存则通过），ZTest LEqual（深度小于等于当前缓存则通过），ZTest GEqual（深度大于等于当前缓存则通过），ZTest Equal（深度等于当前缓存则通过），ZTest NotEqual（深度不等于当前缓存则通过），ZTest Always（不论如何都通过）。注意，ZTest Off等同于ZTest Always，关闭深度测试等于完全通过。

ZWrite深度写入

ZWrite On（开启深度写入）和ZWrite Off（关闭深度写入）。当我们开启深度写入的时候，物体被渲染时针对物体在屏幕（更准确地说是frame buffer）上每个像素的深度都写入到深度缓冲区；反之，如果是ZWrite Off，那么物体的深度就不会写入深度缓冲区。但是，物体是否会写入深度，除了ZWrite这个状态之外，更重要的是需要深度测试通过，也就是ZTest通过，如果ZTest都没通过，那么也就不会写入深度了。就好比默认的渲染状态是ZWrite On和ZTest LEqual，如果当前深度测试失败，说明这个像素对应的位置，已经有一个更靠前的东西占坑了，即使写入了，也没有原来的更靠前，那么也就没有必要再去写入深度了。

系统中存在一个颜色缓冲区和一个深度缓冲区，分别存储颜色值和深度值，来决定画面上应该显示什么颜色。深度值是物体在世界空间中距离摄像机的远近。距离越近，深度值越小；距离越远，深度值越大。

如果我们硬要远处的红块遮挡住近处的蓝块，很显然，我们应该改变或关闭深度测试，或者关闭深度写入（关闭了深度测试或者深度写入之后，物体颜色的遮挡关系就会和渲染队列一致，即排在后面的会挡住前面的）。

现在处理世界ui与模型之间的渲染顺序

世界ui显示在模型之前

如图所示

模型中间插入一个世界ui 最后游戏画面只显示了ui部分，模型的一半并没有挡住世界ui 摄像机ClearFlags没有限制

使用如下shader

// Upgrade NOTE: replaced 'mul(UNITY_MATRIX_MVP,*)' with 'UnityObjectToClipPos(*)'

Shader "CustomUI/FirstImg"
{
	Properties
	{
		[PerRendererData] _MainTex("Sprite Texture", 2D) = "white" {}
	_Color("Tint", Color) = (1,1,1,1)

		//MASK SUPPORT ADD
		_StencilComp("Stencil Comparison", Float) = 8
		_Stencil("Stencil ID", Float) = 0
		_StencilOp("Stencil Operation", Float) = 0
		_StencilWriteMask("Stencil Write Mask", Float) = 255
		_StencilReadMask("Stencil Read Mask", Float) = 255
		_ColorMask("Color Mask", Float) = 15
		//MASK SUPPORT END
	}

		SubShader
	{
		Tags
	{
		"Queue" = "Overlay"
		"IgnoreProjector" = "True"
		"RenderType" = "Transparent"
		"PreviewType" = "Plane"
		"CanUseSpriteAtlas" = "True"
	}

		//MASK SUPPORT ADD
		Stencil
	{
		Ref[_Stencil]
		Comp[_StencilComp]
		Pass[_StencilOp]
		ReadMask[_StencilReadMask]
		WriteMask[_StencilWriteMask]
	}
		ColorMask[_ColorMask]
		//MASK SUPPORT END

		Cull Off
		Lighting Off
		ZWrite Off
		ZTest Always
		Fog{ Mode Off }
		Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
		//ColorMask[_ColorMask]

		Pass
	{
		CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "UnityCG.cginc"

		struct appdata_t
	{
		float4 vertex   : POSITION;
		float4 color    : COLOR;
		float2 texcoord : TEXCOORD0;
	};

	struct v2f
	{
		float4 vertex   : SV_POSITION;
		fixed4 color : COLOR;
		half2 texcoord  : TEXCOORD0;
	};

	fixed4 _Color;

	v2f vert(appdata_t IN)
	{
		v2f OUT;
		OUT.vertex = UnityObjectToClipPos(IN.vertex);
		OUT.texcoord = IN.texcoord;
#ifdef UNITY_HALF_TEXEL_OFFSET
		OUT.vertex.xy += (_ScreenParams.zw - 1.0)*float2(-1,1);
#endif
		OUT.color = IN.color * _Color;
		return OUT;
	}

	sampler2D _MainTex;

	fixed4 frag(v2f IN) : SV_Target
	{
		half4 color = tex2D(_MainTex, IN.texcoord) * IN.color;
		return color;
	}
		ENDCG
	}
	}
}

模型显示在世界ui之前

如图所示

模型在世界ui的后面最终游戏场景

世界ui类似天空盒一样显示在最后，即最先被渲染。这种模式下，摄像机ClearFlags不能选Skybox否则无效，渲染不出世界UI

使用shader

Shader "CustomUI/BgImg"
{
	Properties
	{
		[PerRendererData] _MainTex("Sprite Texture", 2D) = "white" {}
		_Color("Tint", Color) = (1,1,1,1)
		//MASK SUPPORT ADD
		_StencilComp("Stencil Comparison", Float) = 8
		_Stencil("Stencil ID", Float) = 0
		_StencilOp("Stencil Operation", Float) = 0
		_StencilWriteMask("Stencil Write Mask", Float) = 255
		_StencilReadMask("Stencil Read Mask", Float) = 255
		_ColorMask("Color Mask", Float) = 15
		//MASK SUPPORT END
	}

		SubShader
	{
		Tags
	{
		"Queue" = "Background"
		"IgnoreProjector" = "True"
		"RenderType" = "Transparent"
		"PreviewType" = "Plane"
		"CanUseSpriteAtlas" = "True"
	}
		//MASK SUPPORT ADD
		Stencil
	{
		Ref[_Stencil]
		Comp[_StencilComp]
		Pass[_StencilOp]
		ReadMask[_StencilReadMask]
		WriteMask[_StencilWriteMask]
	}
		ColorMask[_ColorMask]
		//MASK SUPPORT END
		
		Cull Off
		Lighting Off
		ZWrite Off
		ZTest[unity_GUIZTestMode]
		Fog{ Mode Off }
		Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
		//ColorMask[_ColorMask]

		Pass
	{
		CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "UnityCG.cginc"

		struct appdata_t
	{
		float4 vertex   : POSITION;
		float4 color    : COLOR;
		float2 texcoord : TEXCOORD0;
	};

	struct v2f
	{
		float4 vertex   : SV_POSITION;
		fixed4 color : COLOR;
		half2 texcoord  : TEXCOORD0;
	};

	fixed4 _Color;

	v2f vert(appdata_t IN)
	{
		v2f OUT;
		OUT.vertex = mul(UNITY_MATRIX_MVP, IN.vertex);
		OUT.texcoord = IN.texcoord;
#ifdef UNITY_HALF_TEXEL_OFFSET
		OUT.vertex.xy += (_ScreenParams.zw - 1.0)*float2(-1,1);
#endif
		OUT.color = IN.color * _Color;
		return OUT;
	}

	sampler2D _MainTex;

	fixed4 frag(v2f IN) : SV_Target
	{
						half4 color = tex2D(_MainTex, IN.texcoord) * IN.color;
						return color;
	}
		ENDCG
	}
	}
}

源码场景测试 https://github.com/luoyikun/UnityForTest 场景WorldUITest运行

本文参与腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自作者个人站点/博客。

原始发表：2023-07-05，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

渲染