【Unity Shader】透明效果(透明度测试与透明度混合)_unity shader 透明度-程序员宅基地

技术标签: 图形学  shader  unity  Unity  计算机图形学  

在Unity中,一般有两种方式来实现“透明”效果。
第一种,是比较霸道的透明度测试对于不满足透明度测试的片元会直接舍弃。与其叫它透明,我觉得用“镂空”来形容它更合适。因为它的实现效果是下面这样:
在这里插入图片描述
第二种,才可以得到真正的半透明效果,我们管它叫透明度混合
在这里插入图片描述
在学习OpenGL的时候,就明白了当开启透明混合时,渲染顺序是非常重要的。因为需要关闭深度写入,不然就会直接舍弃掉后面的那些本能通过透明面看到的片元。

那么正确的渲染顺序应该是怎么样呢:
(1)先渲染场景中所有的不透明物体,并且开启他们的深度测试和深度写入。
(2)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,并且开启他们的深度测试,关闭深度写入
当模型物体之间有循环遮挡之类的情况时,引擎这时一般会将复杂的模型拆分成可以独立排序的多个子模型。

而在Unity中,提供了渲染队列这一解决方案。

名称 队列 索引号 描述
Backgroud 1000 这个渲染队列会在任何其他队列之前被渲染,我们通常使用该队列来渲染那些需要绘制在背景上的物体
Geometry 2000 默认的渲染队列,大部分物体都使用这个队列,不透明物体使用这个队列
AlphaTest 2450 需要透明度测试的物体使用这个队列。在Untiy5中它从Geometry队列中被单独分出来,这是因为在所有不透明物体渲染之后再渲染他们会更高效
Transparent 3000 这个队列中的物体会在所有Geometry和AlphaTest物体渲染后,再按照从后往前的顺序渲染。任何使用了透明度混合的物体都应该使用该队列
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

接下来就是透明度测试和透明度混合的Shader。使用了一张包含透明度通道的纹理图片。其余的细节在Shader里查看

// Upgrade NOTE: replaced '_Object2World' with 'unity_ObjectToWorld'
// Upgrade NOTE: replaced 'mul(UNITY_MATRIX_MVP,*)' with 'UnityObjectToClipPos(*)'

Shader "Unlit/AlphaTest"
{
    
    Properties
    {
    
        _Color ("Main Tint",Color) = (1,1,1,1)
        _MainTex ("Main Tex", 2D) = "white" {
    }
        _Cutoff("Alpha Cutoff",Range(0,1)) = 0.5//透明度测试阈值
    }
    SubShader
    {
    
        Tags{
    "Queue"="AlphaTest" "IgnoreProjector"="True" "RenderType"="TransparentCutout"}
        //使用AlphaTest渲染队列
        //InoreProjector表示这个Shader不会受到投影器的影响
        //RenderType表示将此Shader归入TransparentCutout组中
        //使用了透明度测试的Shader都应该使用这三个标签
        Pass
        {
    
            Tags {
    "LightModel"="ForwardBase"}
            CGPROGRAM

            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            
            #include "Lighting.cginc"

            fixed4 _Color;
            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;//用于得到纹理的缩放和平移值
            fixed _Cutoff;//透明度测试阈值

            struct a2v{
    
                float4 vertex:POSITION;
                float3 normal:NORMAL;
                float4 texcoord:TEXCOORD0;
            };

            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;
            }

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

                //Alpha(透明度)测试
                clip(texColor.a - _Cutoff);
                //等同于
                // if((texColor.a-_Cutoff)<0.0){
    
                //     discard;
                // }

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

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

Shader "Unlit/AlphaBlend"
{
    
    Properties
    {
    
        _Color ("Main Tint",Color) = (1,1,1,1)
        _MainTex ("Main Tex", 2D) = "white" {
    }
        _AlphaScale("Alpha Scale",Range(0,1)) = 1
    }
    SubShader
    {
    
        Tags{
    "Queue"="Transparent" "IgnoreProjector"="True" "RenderType"="Transparent"}
        //使用Transparent渲染队列
        //InoreProjector表示这个Shader不会受到投影器的影响
        //RenderType表示将此Shader归入Transparent组中
        //使用了透明度测试的Shader都应该使用这三个标签
        Pass
        {
    
            Tags {
    "LightModel"="ForwardBase"}
            
            ZWrite off//关闭深度写入
            Blend SrcAlpha oneMinusSrcAlpha
            //源颜色的混合因子设为SrcAlpha,把目标颜色的混合因子设为oneMinusSrcAlpha
            CGPROGRAM

            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            
            #include "Lighting.cginc"

            fixed4 _Color;
            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;//用于得到纹理的缩放和平移值
            fixed _AlphaScale;//透明度混合

            struct a2v{
    
                float4 vertex:POSITION;
                float3 normal:NORMAL;
                float4 texcoord:TEXCOORD0;
            };

            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;
            }

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

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

                return fixed4(ambient + diffuse,texColor.a*_AlphaScale);
            }
            ENDCG
        }
    }
    Fallback "Transparent/VertexLit"
}

由于Unity默认是开启背面剔除的,所以透明时,会看不到本身属于这个物体的背面。
我们想得到正确的效果,还需要关闭背面剔除。同时,对于使用透明度混合的物体,仅仅关闭背面剔除是无法得到正确的渲染关系的。因此需要多用一个Pass去渲染两面。第一个Pass用于渲染背面,第二个Pass只用于渲染正面。由于Unity会按照顺序执行Pass,所以总是会得到背面先被渲染的结果,也就保证了正确的渲染关系。

Shader "Unlit/AlphaTestBothSided"
{
    
    Properties
    {
    
        _Color ("Main Tint",Color) = (1,1,1,1)
        _MainTex ("Main Tex", 2D) = "white" {
    }
        _Cutoff("Alpha Cutoff",Range(0,1)) = 0.5//透明度测试阈值
    }
    SubShader
    {
    
        Tags{
    "Queue"="AlphaTest" "IgnoreProjector"="True" "RenderType"="TransparentCutout"}
        //使用AlphaTest渲染队列
        //InoreProjector表示这个Shader不会受到投影器的影响
        //RenderType表示将此Shader归入TransparentCutout组中
        //使用了透明度测试的Shader都应该使用这三个标签
        Pass
        {
    
            Tags {
    "LightModel"="ForwardBase"}
            Cull off//关闭面剔除
            CGPROGRAM

            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            
            #include "Lighting.cginc"

            fixed4 _Color;
            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;//用于得到纹理的缩放和平移值
            fixed _Cutoff;//透明度测试阈值

            struct a2v{
    
                float4 vertex:POSITION;
                float3 normal:NORMAL;
                float4 texcoord:TEXCOORD0;
            };

            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;
            }

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

                //Alpha(透明度)测试
                clip(texColor.a - _Cutoff);
                //等同于
                // if((texColor.a-_Cutoff)<0.0){
    
                //     discard;
                // }

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

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

效果图:(双面透明度测试)
在这里插入图片描述

Shader "Unlit/AlphaBlendBothSided1"
{
    
    Properties
    {
    
        _Color ("Main Tint",Color) = (1,1,1,1)
        _MainTex ("Main Tex", 2D) = "white" {
    }
        _AlphaScale("Alpha Scale",Range(0,1)) = 1
    }
    SubShader
    {
    
        Tags{
    "Queue"="Transparent" "IgnoreProjector"="True" "RenderType"="Transparent"}
        //使用Transparent渲染队列
        //InoreProjector表示这个Shader不会受到投影器的影响
        //RenderType表示将此Shader归入Transparent组中
        //使用了透明度测试的Shader都应该使用这三个标签
        Pass //第一个Pass只渲染背面
        {
    
            Tags {
    "LightModel"="ForwardBase"}

            Cull Front        
            ZWrite off//关闭深度写入
            Blend SrcAlpha oneMinusSrcAlpha
            //源颜色的混合因子设为SrcAlpha,把目标颜色的混合因子设为oneMinusSrcAlpha
            CGPROGRAM

            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            
            #include "Lighting.cginc"

            fixed4 _Color;
            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;//用于得到纹理的缩放和平移值
            fixed _AlphaScale;//透明度混合

            struct a2v{
    
                float4 vertex:POSITION;
                float3 normal:NORMAL;
                float4 texcoord:TEXCOORD0;
            };

            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;
            }

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

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

                return fixed4(ambient + diffuse,texColor.a*_AlphaScale);
            }
            ENDCG
        }

        Pass //第二个Pass只渲染正面
        {
    
            Tags {
    "LightModel"="ForwardBase"}
            
            Cull Back
            ZWrite off//关闭深度写入
            Blend SrcAlpha oneMinusSrcAlpha
            //源颜色的混合因子设为SrcAlpha,把目标颜色的混合因子设为oneMinusSrcAlpha
            CGPROGRAM

            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            
            #include "Lighting.cginc"

            fixed4 _Color;
            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;//用于得到纹理的缩放和平移值
            fixed _AlphaScale;//透明度混合

            struct a2v{
    
                float4 vertex:POSITION;
                float3 normal:NORMAL;
                float4 texcoord:TEXCOORD0;
            };

            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;
            }

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

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

                return fixed4(ambient + diffuse,texColor.a*_AlphaScale);
            }
            ENDCG
        }
    }
    Fallback "Transparent/VertexLit"
}

效果图:(双面透明度混合)
在这里插入图片描述

版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接:https://blog.csdn.net/weixin_43890220/article/details/115801985

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传统上用户登陆状态会以 Session 的形式保存在服务器上,而 Session ID 则保存在前端的 Cookie 中;而使用 JWT 以后,用户的认证信息将会以 Token 的形式保存在前端,服务器不需要保存任何的用户状态,这也就是为什么 JWT 被称为无状态登陆的原因,无状态登陆最大的优势就是完美支持分布式部署,可以使用一个 Token 发送给不同的服务器,而所有的服务器都会返回同样的结果。有状态和无状态最大的区别就是服务端会不会保存客户端的信息。

九大角度全方位对比Android、iOS开发_ios 开发角度-程序员宅基地

文章浏览阅读784次。发表于10小时前| 2674次阅读| 来源TechCrunch| 19 条评论| 作者Jon EvansiOSAndroid应用开发产品编程语言JavaObjective-C摘要:即便Android市场份额已经超过80%,对于开发者来说,使用哪一个平台做开发仍然很难选择。本文从开发环境、配置、UX设计、语言、API、网络、分享、碎片化、发布等九个方面把Android和iOS_ios 开发角度

搜索引擎的发展历史

搜索引擎的发展历史可以追溯到20世纪90年代初,随着互联网的快速发展和信息量的急剧增加,人们开始感受到了获取和管理信息的挑战。这些阶段展示了搜索引擎在技术和商业模式上的不断演进,以满足用户对信息获取的不断增长的需求。

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控制对象的特性_控制对象特性-程序员宅基地

文章浏览阅读990次。对象特性是指控制对象的输出参数和输入参数之间的相互作用规律。放大系数K描述控制对象特性的静态特性参数。它的意义是:输出量的变化量和输入量的变化量之比。时间常数T当输入量发生变化后,所引起输出量变化的快慢。(动态参数) ..._控制对象特性

FRP搭建内网穿透(亲测有效)_locyanfrp-程序员宅基地

文章浏览阅读5.7w次,点赞50次,收藏276次。FRP搭建内网穿透1.概述:frp可以通过有公网IP的的服务器将内网的主机暴露给互联网,从而实现通过外网能直接访问到内网主机;frp有服务端和客户端,服务端需要装在有公网ip的服务器上,客户端装在内网主机上。2.简单的图解:3.准备工作:1.一个域名(www.test.xyz)2.一台有公网IP的服务器(阿里云、腾讯云等都行)3.一台内网主机4.下载frp,选择适合的版本下载解压如下:我这里服务器端和客户端都放在了/usr/local/frp/目录下4.执行命令# 服务器端给执_locyanfrp

UVA 12534 - Binary Matrix 2 (网络流‘最小费用最大流’ZKW)_uva12534-程序员宅基地

文章浏览阅读687次。题目:http://acm.hust.edu.cn/vjudge/contest/view.action?cid=93745#problem/A题意:给出r*c的01矩阵,可以翻转格子使得0表成1,1变成0,求出最小的步数使得每一行中1的个数相等,每一列中1的个数相等。思路:网络流。容量可以保证每一行和每一列的1的个数相等,费用可以算出最小步数。行向列建边,如果该格子是_uva12534

免费SSL证书_csdn alphassl免费申请-程序员宅基地

文章浏览阅读504次。1、Let's Encrypt 90天,支持泛域名2、Buypass:https://www.buypass.com/ssl/resources/go-ssl-technical-specification6个月,单域名3、AlwaysOnSLL:https://alwaysonssl.com/ 1年,单域名 可参考蜗牛(wn789)4、TrustAsia5、Alpha..._csdn alphassl免费申请

测试算法的性能(以选择排序为例)_算法性能测试-程序员宅基地

文章浏览阅读1.6k次。测试算法的性能 很多时候我们需要对算法的性能进行测试,最简单的方式是看算法在特定的数据集上的执行时间,简单的测试算法性能的函数实现见testSort()。【思想】:用clock_t计算某排序算法所需的时间,(endTime - startTime)/ CLOCKS_PER_SEC来表示执行了多少秒。【关于宏CLOCKS_PER_SEC】:以下摘自百度百科,“CLOCKS_PE_算法性能测试

Lane Detection_lanedetectionlite-程序员宅基地

文章浏览阅读1.2k次。fromhttps://towardsdatascience.com/finding-lane-lines-simple-pipeline-for-lane-detection-d02b62e7572bIdentifying lanes of the road is very common task that human driver performs. This is important ..._lanedetectionlite

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