Crest海洋系统渲染技术详解

Crest海洋系统渲染技术详解

crest 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/cre/crest

透明渲染基础原理

Crest海洋系统采用标准的水体着色器渲染方式，在透明通道(Transparent Pass)中进行渲染，并对场景产生折射效果。其折射实现机制是通过采样摄像机颜色纹理（仅包含不透明表面）来完成的。

在渲染过程中，Crest会写入深度缓冲区，这是为了确保重叠的波浪能够按照正确的顺序相对于摄像机进行排序。理解渲染管线特性、渲染顺序和着色器原理对于解决兼容性问题至关重要。

透明物体与海洋表面的交互

透明物体位于海洋表面前方

对于普通的透明着色器，它们应该能够在海洋表面前方正确地进行混合渲染。但需要注意的是，这种机制对于折射物体并不适用。原因在于：

1. 当其他折射物体从摄像机颜色纹理采样时，Crest不会出现在该纹理中
2. 摄像机颜色纹理仅包含不透明表面信息
3. 最终结果是折射物体后方将看不到Crest的效果

透明物体位于海洋表面后方

在这种情况下，Alpha混合和折射着色器将无法在海洋表面后方渲染。这是因为：

1. 其他透明物体不会包含在Crest采样时的摄像机颜色纹理中
2. 最终结果是这些透明物体在Crest后方不可见

不过，Alpha测试/Alpha裁剪着色器从渲染角度来看实际上是"不透明"的，在某些场景中可能可以使用。

水下透明物体渲染技术

水下效果使用不透明场景深度来渲染水体雾效，这不会包含透明物体信息。以下是针对不同渲染管线的解决方案：

BIRP（内置渲染管线）解决方案

1. 透明物体需要在Underwater Effect之后渲染
2. Underwater Effect在CameraEvent.AfterForwardAlpha事件中渲染
3. 可以使用Command Buffers在Underwater Effect之后渲染透明物体
4. 注意：这样渲染的透明物体不会应用水下雾效着色

HDRP（高清渲染管线）解决方案

1. 使用Custom Pass Volume组件
2. 配置为在"Before Post Process"注入点渲染特定层（如TransparentFX）
3. 设置优先级为"-1"确保在Underwater Pass之后渲染
4. 需要手动实现雾效或集成水雾着色器代码

URP（通用渲染管线）解决方案

1. 使用Render Objects Render Feature
2. 设置为BeforeRenderingPostProcessing事件
3. 同样需要注意雾效需要手动实现

典型渲染顺序解析

一个典型的帧渲染顺序如下：

1. 不透明几何体渲染（写入不透明深度缓冲区）
2. 天空盒渲染（通常在zfar处，启用深度测试仅在不透明表面外渲染）
3. 帧颜色和深度被复制用于后期处理
4. 海洋在透明队列早期渲染（队列=2510）
   • 采样后期处理颜色和深度进行折射
   • 读写帧深度缓冲区确保波浪正确排序
   • 覆盖天空盒（天空盒在zfar处会被水体完全遮蔽）
5. 粒子和Alpha渲染（如果启用深度测试会与表面进行裁剪）
6. 后期处理运行（使用后期处理深度和颜色）

技术实现建议

1. 对于水下透明物体，可以考虑两种雾效实现方式：

   • 简单方式：基于与摄像机的距离将不透明度渐变至0
   • 精确方式：在透明着色器中集成并调用水雾着色器代码

2. 在HDRP中，可以参考UnderwaterEffectPassHDRP.shader实现精确的水下效果计算，这需要设置各种参数如雾密度等。

3. 对于需要精确水下效果的场景，建议使用专门的Underwater Shader API（预览功能）以获得更准确的结果。

理解这些渲染原理和技术细节，将帮助开发者更好地将Crest海洋系统集成到各种复杂场景中，处理透明物体与水体的交互问题。

crest 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/cre/crest