摄像机与主角之间遮挡显示处理（Unity3D开发之二十八）

Posted 2023-02-04 Cocos2der

今天处理遮挡的时候，本来是想摄像机射线检测，设置建筑半透明效果用来显示被遮挡的角色（有很多游戏也是这样处理的），实现后发现效果实际上不太好。如果被遮挡角色还是敌人或者多个角色时候，不是特别好，比如敌人被遮挡我希望单独区分下。所以改成了现在的直接绘制2D填充色（也就是忽略自身的深度值）来显示。

主要代码

Properties 
        _NotVisibleColor ("NotVisibleColor (RGB)", Color) = (0.3,0.3,0.3,1)
    
Pass 
        ZTest Greater
        ZWrite Off
        Lighting Off
        Color [_NotVisibleColor]
    

• _NotVisibleColor： 用来绘制挡住时候显示的颜色；
• ZTest Greater：表示大于深度缓存中的值的时候（也就是被遮挡的时候），将深度缓存中对应像素的颜色值改为自己的颜色（_NotVisibleColor）
• ZWrite Off：表示关闭深度缓存，也就是在上一步写入像素颜色的时候不写入自身深度值（等于遮挡树上绘制颜色，深度值使用树的）
• Lighting Off：取消光照，因为我效果希望是2D颜色块的效果。

PlayerDiffuse.shader

Shader "Custom/PlayerDiffuse" 
    Properties 
        _NotVisibleColor ("NotVisibleColor (RGB)", Color) = (0.3,0.3,0.3,1)
        _Color ("Main Color", Color) = (1,1,1,1)
        _MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" 
    
    SubShader 
        Tags  "RenderType"="Opaque" 
        LOD 200

        Pass 
            ZTest Greater
            Lighting Off
            ZWrite Off
            Color [_NotVisibleColor]
        

CGPROGRAM
        #pragma surface surf Lambert

        sampler2D _MainTex;
        fixed4 _Color;

        struct Input 
            float2 uv_MainTex;
        ;

        void surf (Input IN, inout SurfaceOutput o) 
            fixed4 c = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex) * _Color;
            o.Albedo = c.rgb;
            o.Alpha = c.a;
        
ENDCG
     
    Fallback "Legacy Shaders/VertexLit"

渲染深度解释：

参考文章：[UnityShader]渲染队列、ZWrite和ZTest

1. 什么是深度？
   深度其实就是该像素点在3d世界中距离摄像机的距离。离摄像机越远，则深度值（Z值）越大。

2. 什么是深度缓存？
   深度缓存中存储着准备要绘制在屏幕上的像素点的深度值。如果启用了深度缓冲区，在绘制每个像素之前，OpenGL会把该像素的深度值和深度缓存的深度值进行比较。如果新像素深度值<深度缓存深度值，则新像素值会取代原先的；反之，新像素值被遮挡，其颜色值和深度将被丢弃。(深度主要起的是比较的作用)

3. 什么是深度测试？
   在深度测试中，默认情况是将要绘制的新像素的z值与深度缓冲区中对应位置的z值进行比较，如果比深度缓存中的值小，那么用新像素的颜色值更新深度缓存中对应像素的颜色值。

4. 为什么需要深度？
   在不使用深度测试的时候，如果我们先绘制一个距离较近的物体，再绘制距离较远的物体，则距离远的物体因为后绘制，会把距离近的物体覆盖掉，这样的效果并不是我们所希望的。而有了深度缓冲以后，绘制物体的顺序就不那么重要了，都能按照远近（Z值）正常显示，这很关键。

那么，在unity中，如果知道了渲染队列，ZWrite，ZTest，如何确定哪个物体先显示呢？

首先，unity先将渲染队列中较前的进行渲染，然后再执行ZWrite，ZTest
ZWrite可以取的值为：On/Off，默认值为On，代表是否要将像素的深度写入深度缓存中(同时还要看ZTest是否通过)。

ZTest可以取的值为：Greater/GEqual/Less/LEqual/Equal/NotEqual/Always/Never/Off，默认值为LEqual，代表通过比较深度来更改颜色缓存的值。例如当取默认值的情况下，如果将要绘制的新像素的z值小于等于深度缓存中的值，则将用新像素的颜色值更新深度缓存中对应像素的颜色值。

需要注意的是，当ZTest取值为Off时，表示的是关闭深度测试，等价于取值为Always，而不是Never！Always指的是直接将当前像素颜色(不是深度)写进颜色缓冲区中；而Never指的是不要将当前像素颜色写进颜色缓冲区中，相当于消失。

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那么，重点来了：
1. 当ZWrite为On时，ZTest通过时，该像素的深度才能成功写入深度缓存，同时因为ZTest通过了，该像素的颜色值也会写入颜色缓存。
2. 当ZWrite为On时，ZTest不通过时，该像素的深度不能成功写入深度缓存，同时因为ZTest不通过，该像素的颜色值不会写入颜色缓存。
3. 当ZWrite为Off时，ZTest通过时，该像素的深度不能成功写入深度缓存，同时因为ZTest通过了，该像素的颜色值会写入颜色缓存。
4. 当ZWrite为Off时，ZTest不通过时，该像素的深度不能成功写入深度缓存，同时因为ZTest不通过，该像素的颜色值不会写入颜色缓存。

可以看到，像素的深度能否成功写入深度缓存，条件是ZWrite为On，ZTest通过；
写入深度缓存的作用就是为ZTest的比较做准备。

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因为ZWrite默认值为On，ZTest默认值为LEqual，所以这很好地解释了为什么在unity中，距离相机近的东西会阻挡住距离相机远的东西。如果我们先绘制一个距离较近的物体，再绘制距离较远的物体，则距离远的物体因为后绘制，会把距离近的物体覆盖掉，这时我们可以通过修改ZWrite和ZTest来改变物体的遮挡关系！

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参考链接：
1. [UnityShader]渲染队列、ZWrite和ZTest
2. 建物に遮蔽されたプレイヤーをシルエット表示する