Unity基础知识回顾(二)渲染顺序

本文详细解析了Unity中物体的渲染顺序,包括相机Depth、RendererQueue、SortLayer和SortOrder的影响。对于不透明物体,按照相机Depth和RendererQueue排序;透明物体则依据SortLayer和SortOrder。UI渲染建议与场景分离,3DUI使用WorldSpace Canvas,粒子系统根据RendererQueue排序。优化策略包括减少图集切换,统一字体和特殊材质位置,以提高合批效率。

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渲染顺序

Unity排序优先级

  1. 相机 Depth
  2. RendererQueue(0~2500)
  3. 透明物体(UI/特效层) SortLayer
  4. 透明物体(UI/特效层) SortOrder
  5. RendererQueue(2501~5000)
相机

相机的排序一定是最高级,按照相机depth升序渲染,depth越小越先渲染;

RendererQueue 0~2500

在同一个相机之下,优先渲染不透明物体,并按照RendererQueue升序排序,RendererQueue越小越先渲染。

注意:因为有深度缓冲(ZBuffer)和深度检测存在,所以即便是后渲染的物体,如果Z值在先渲染的物体之后,图元依然会被舍弃。因此不透明物体的渲染顺序并不影响其显示顺序, Unity会自行调整其调用DrawCall的顺序。

SortLayer

在同一个相机之下,当渲染透明物体时,优先按照SortLayer进行排序,SortLayer靠前的会被优先渲染。

SortOrder

当相机、SortLayer都相同时,按照SortOrder进行排序,SortOrder低的优先被渲染。

RendererQueue 2501~5000

当相机、SortLayer、SortOrder都相同时, 按照RendererQueue进行排序, RendererQueue较低的优先渲染。

注意: 由于透明物体往往关闭了深度写入, 因此此时渲染顺序将严格按照RendererQueue进行排序。Unity在渲染透明物体时,如果RendererQueue相同,则会严格按照由远及近的顺序调用DrawCall。

Hierarchy顺序

在UI中,以上条件皆相同的情况下,会按照UI在Hierarchy面板中的顺序进行排序。

策略与优化

策略
  1. UI和场景物体分相机渲染,此时场景相机不考虑sortLyaer和sortOrder, UI相机不考虑不透明物体;
  2. 场景中的3D UI, 例如人物头顶的血条等, 可以将Canvas设置为WorldSpace, 并指定场景相机进行渲染,此时UI 将被视为一个透明物体, 渲染顺序与透明物体相同, 默认UI材质RendererQueue为3000;
  3. 场景中的粒子按照其材质RendererQueue排序,但是当RendererQueue>2500之后,改变SortLayer和SortOrder也将改变材质顺序, 即使不是在UI中使用。因此场景中的粒子不建议设置SortOrder和SortLayer,除非希望粒子位于渲染队列的首部或尾部;
  4. UI中的粒子层级与Canvas一致, 使用SortOrder和SortLayer排序即可;
  5. 粒子本身会进行动态合批, 即便使用了多pass的材质, 粒子依然会对每个pass进行合批;
关于UI的优化

由于UI往往按照SortOrder进行排序,因此一旦页面中使用了不同的图集或材质,一定会打断当前页面的合批。

  1. 同一个页面尽量使用同一个图集;
  2. 同一个页面使用到字体材质尽量不穿插在页面中间,而是统一放在UI靠后的位置;
  3. 同一个页面使用到特殊材质的话,尽量放在UI靠后的位置;
<think>好的,用户想要在Unity中实现一个网格线高亮且带有半透明效果的Shader。首先,我需要回顾一下Unity Shader基础知识,特别是表面着色器和顶点片元着色器的区别。根据引用[1],表面着色器可以简化光照模型的处理,但可能需要更多的自动生成代码。而用户的需求可能更偏向于自定义的渲染效果,所以顶点片元着色器可能更适合。 接下来,用户提到了网格线高亮。常见的实现方法有几何方法,比如沿着法线方向膨胀顶点,这样可以在原始模型外生成一个轮廓,然后通过渲染这个轮廓来实现高亮。引用[1]中的图17.4展示了沿法线膨胀的效果,这可以用来生成外轮廓。然后,需要将轮廓设置为半透明,这可能涉及到混合模式的设置,比如使用Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha来实现Alpha混合。 然后,用户需要网格线效果。这可能需要使用几何着色器或者在片元着色器中根据网格的UV或顶点信息来绘制线条。不过,几何着色器在移动端可能支持不好,所以可能需要在顶点片元着色器中处理。另一种方法是使用屏幕后处理,通过边缘检测算法来高亮网格线,但用户可能希望直接在模型上实现,而不是后处理。 考虑到半透明效果,需要注意渲染顺序,确保透明物体正确渲染。可能需要将Shader的队列设置为Transparent,并调整RenderType标签。引用[2]中提到的方法创建了一个透明材质,这可能涉及到调整Alpha通道和混合模式。 现在需要综合这些步骤:首先膨胀顶点生成轮廓,设置轮廓颜色和透明度,然后处理网格线的绘制。可能需要在片元着色器中,根据屏幕空间的导数或者UV坐标来绘制网格线,但如何将其与高亮轮廓结合呢?或者,可能需要在轮廓的基础上,叠加网格线效果。比如,使用纹理贴图来模拟网格线,或者通过计算每个片元的位置来生成线条。 另外,网格线的高亮可能需要使用不同的颜色,比如白色,而半透明部分需要调整Alpha值。可能需要将轮廓和网格线分开处理,或者在一个Pass中同时实现。同时,需要考虑性能问题,尤其是在移动平台上,避免使用复杂的计算。 可能的实现步骤:使用顶点着色器膨胀模型生成轮廓,设置轮廓颜色为高亮色(如黄色),并设置半透明。然后,在片元着色器中,根据网格的UV或三角面信息生成网格线,可能通过检查UV的小数部分是否接近0或1来绘制线条。或者,使用深度和法线信息检测边缘,但这种方法可能更适合后处理。 还需要参考引用[2]中的透明Shader实现,调整混合模式和Alpha值。可能需要在Shader中添加Properties,如轮廓颜色、轮廓宽度、网格线颜色和透明度等参数,以便在材质面板中调整效果。 总结,Shader的大致结构可能包括两个Pass:一个用于渲染背面作为轮廓,另一个渲染正面模型并叠加网格线。或者在一个Pass中处理,但需要注意渲染顺序和混合设置。需要测试不同的方法,确保半透明效果正确,网格线清晰,并且性能可接受。</think>在Unity中实现网格线高亮且半透明的效果,可以通过顶点膨胀+边缘检测+透明度混合的组合方式实现。以下是分步实现方案: ### 一、Shader核心思路 1. **顶点膨胀**:沿法线方向扩展模型顶点,形成外轮廓 $$ position += normal * _OutlineWidth $$ 引用示例中的顶点膨胀方法(图17.4)[^1] 2. **网格线检测**:使用屏幕空间导数计算边缘 $$ float edge = abs(ddx(uv)) + abs(ddy(uv)) $$ 3. **透明度混合**:通过Alpha通道控制半透明效果 ```glsl Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha ``` ### 、完整Shader代码 ```glsl Shader "Custom/GridHighlight" { Properties { _MainColor ("主颜色", Color) = (1,1,1,1) _OutlineColor ("高亮颜色", Color) = (1,0.8,0,0.5) _GridColor ("网格颜色", Color) = (1,1,1,0.8) _OutlineWidth ("轮廓宽度", Range(0, 0.1)) = 0.05 _GridThreshold ("网格阈值", Range(0, 1)) = 0.1 } SubShader { Tags { "Queue"="Transparent" "RenderType"="Transparent" } // Pass 1: 渲染背面作为轮廓 Pass { Cull Front ZWrite Off Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha CGPROGRAM #pragma vertex vert #pragma fragment frag #include "UnityCG.cginc" struct appdata { float4 vertex : POSITION; float3 normal : NORMAL; }; struct v2f { float4 pos : SV_POSITION; }; float _OutlineWidth; float4 _OutlineColor; v2f vert (appdata v) { v2f o; v.vertex.xyz += v.normal * _OutlineWidth; o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex); return o; } fixed4 frag (v2f i) : SV_Target { return _OutlineColor; } ENDCG } // Pass 2: 渲染正面并添加网格线 Pass { Cull Back ZWrite On Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha CGPROGRAM #pragma vertex vert #pragma fragment frag #include "UnityCG.cginc" struct v2f { float4 pos : SV_POSITION; float2 uv : TEXCOORD0; float3 worldPos : TEXCOORD1; }; float4 _MainColor; float4 _GridColor; float _GridThreshold; v2f vert (appdata_base v) { v2f o; o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex); o.uv = v.texcoord; o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz; return o; } fixed4 frag (v2f i) : SV_Target { // 基础颜色 fixed4 col = _MainColor; // 网格线检测 float2 deriv = abs(ddx(i.uv)) + abs(ddy(i.uv)); float grid = 1 - smoothstep(0, _GridThreshold, deriv.x * deriv.y); // 颜色混合 col.rgb = lerp(col.rgb, _GridColor.rgb, grid * _GridColor.a); col.a = _MainColor.a; return col; } ENDCG } } } ``` ### 三、使用步骤 1. 新建Shader并粘贴上述代码 2. 创建材质球应用该Shader 3. 调整参数: - `高亮颜色`:控制轮廓颜色和透明度 - `轮廓宽度`:调节轮廓大小(建议0.02-0.05) - `网格阈值`:控制网格线精细度(参考图17.1的光照效果调整) ### 四、效果优化建议 1. 添加深度检测避免自遮挡 ```glsl ZTest LEqual ``` 2. 结合屏幕后处理增强边缘(需额外实现) 3. 使用几何着色器生成更精确的网格线(需SM4.0支持)
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